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時(shí)間：2023-07-18 09:36:20
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2水利地質(zhì)分析
2.1地下洞室圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析理想的建洞山體應(yīng)具備的條件:建洞區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層厚，間距大，沒有斷裂帶影響整個(gè)山體的穩(wěn)定性，堅(jiān)硬完整的巖體，地形完整，沒有山體滑坡、泥石流等早期和近期破壞的地形，無巖溶或巖溶不發(fā)育，地下水影響不大，沒有有害氣體和異常地?zé)帷r石變形和破壞的幾種類型:脆性斷裂，斷層和山體滑坡，層狀彎折和拱曲，塑性變形和膨脹。
2.2壩基巖體工程地質(zhì)分析不同壩型，其工作有不同特點(diǎn)，所以對(duì)地質(zhì)條件的要求是不同。因此，在除了各類壩型的工作特點(diǎn)應(yīng)該了解外，特別要了解不同類型的壩對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性和工程地質(zhì)條件的要求。由于壩區(qū)巖體存在一定的地質(zhì)缺陷，可能導(dǎo)致重大的工程事故，如:壩基穩(wěn)定問題和壩區(qū)滲漏問題。
2.3邊坡工程地質(zhì)分析常見的邊坡主要有松弛張裂，蠕動(dòng)變形，山體滑坡和崩塌4種類型。此外，還有泥石流滑坡，傾倒等其他過渡類型。泥石流是一種常見的邊坡失穩(wěn)的類型。影響邊坡穩(wěn)定的因素有:地形條件的影響，巖石類型和性質(zhì)的影響，地質(zhì)構(gòu)造和巖體結(jié)構(gòu)的影響，地下水和地表水及降雨的影響，其他因素如風(fēng)力、日照、溫度因素，人工開挖，振動(dòng)和地震等。
2.4水庫工程地質(zhì)問題水庫有2類:①由在河流上筑壩形成的人工湖，即地面水庫;②利用地下蓄水結(jié)構(gòu)，由人工控制形成的地下水庫。蓄水后，水文地質(zhì)條件，水庫周圍的水文條件都會(huì)發(fā)生相對(duì)劇烈的變化，從而影響庫區(qū)及鄰近地段的地質(zhì)環(huán)境。例如，水庫水升高浸潤庫岸，風(fēng)浪對(duì)庫岸的侵蝕，地下水上升浸沒洼地。因此產(chǎn)生了各種不同的工程地質(zhì)問題，如水庫滲漏、水庫浸沒、庫岸坍塌、水庫淤積和水庫誘發(fā)地震等問題。
2.5軟土路基工程地質(zhì)問題軟土基坑工程地質(zhì)問題主要包括兩個(gè)方面:邊坡的穩(wěn)定性和基坑的降排水。在軟土基坑的建設(shè)中，要防止邊坡失穩(wěn)，確保施工安全，因此應(yīng)采取的措施有:設(shè)置一個(gè)合理的坡度，建立邊坡防護(hù)設(shè)施，基坑支護(hù)，降低地下水位等。軟土基坑降排水的目的是增加邊坡的穩(wěn)定性。對(duì)于細(xì)砂和粉砂土質(zhì)邊坡，防止發(fā)生流砂和管涌。對(duì)于下臥承壓含水層黏土基坑，防止坑底隆起，保持基坑土壤干燥，方便施工。軟土基坑開挖的降排水也有兩種方式:明排法和人工降水，人工降水一般采用輕型井點(diǎn)或管井井點(diǎn)降水方式。
1水利水電工程建設(shè)與環(huán)境問題
1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應(yīng)力的調(diào)整或水體下滲等原因，觸發(fā)了地質(zhì)斷層的復(fù)活而誘發(fā)地震。研究表明，要觸發(fā)一個(gè)比較大的地震需具備以下三個(gè)條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應(yīng)力集中的地質(zhì)環(huán)境條件；③水庫水荷載所產(chǎn)生的超孔隙水壓力足夠大。關(guān)于水庫誘發(fā)地震的事件國內(nèi)外均有報(bào)道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應(yīng)力，誘發(fā)地震的可能性是很小的。但如果誘發(fā)大的地震，那將是災(zāi)難性的。從1987年的資料至今，我國已建設(shè)的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發(fā)現(xiàn)水庫誘發(fā)地震的有13座。[1]
1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環(huán)境水域的分布，從而對(duì)周圍環(huán)境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會(huì)使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環(huán)境生態(tài)問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區(qū)的地下水位下降；④入?？谝蚝铀髁繙p少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發(fā)電為主的水庫，多在電力系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對(duì)航運(yùn)、灌溉引水和養(yǎng)魚等均有較大影響；⑦當(dāng)水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時(shí)，勢(shì)必造成水質(zhì)的惡化。由此可見，水利水電工程對(duì)水文的影響是不容忽視的一個(gè)重要問題。[2]
1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區(qū)域性氣候狀況受大氣環(huán)流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當(dāng)?shù)厮w的分布會(huì)發(fā)生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驎?huì)產(chǎn)生一定的影響。主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫、風(fēng)和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對(duì)魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產(chǎn)量；高壩溢流泄洪時(shí)，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產(chǎn)生氣泡病。②對(duì)植物和動(dòng)物的影響：庫區(qū)淹沒和永久性的工程建筑物對(duì)植物和動(dòng)物都會(huì)造成直接破壞；同時(shí)局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會(huì)對(duì)動(dòng)植物的種類、結(jié)構(gòu)及生活環(huán)境等造成影響。
2工程地質(zhì)工作中存在的問題
2.1工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量問題在工程地質(zhì)勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側(cè)重點(diǎn)不明確，針對(duì)性不強(qiáng)，方法不當(dāng)，手段落后；②工程地質(zhì)分析工作中所選擇的理論、方法、計(jì)算公式等與實(shí)際情況有較大出入，其適應(yīng)條件的物理意義混淆不清；③地質(zhì)報(bào)告中基本地質(zhì)條件不清楚。我們遇到的主要工程地質(zhì)問題有：①界定不準(zhǔn)確或論證不充分，有問題遺漏甚至結(jié)論性錯(cuò)誤；②有些地質(zhì)報(bào)告沒有地質(zhì)結(jié)論，也有些工程沒有做多少地質(zhì)工作就先下結(jié)論，極不嚴(yán)肅。此類問題產(chǎn)生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發(fā)時(shí)機(jī)；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險(xiǎn)性極大。[4]
2.2勘測周期不合理的問題從工程地質(zhì)勘察到地質(zhì)報(bào)告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進(jìn)行基礎(chǔ)性的前期投入。主要存在問題有以下幾個(gè)方面：①一旦需要申報(bào)項(xiàng)目，立即就要求提交地質(zhì)報(bào)告；②今天剛剛提交可研報(bào)告，明天就要求提交初設(shè)報(bào)告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現(xiàn)這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴(yán)重的，由于地質(zhì)條件不清楚，直接導(dǎo)致投資控制不住，施工后修改設(shè)計(jì)等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。:
3結(jié)語
工程地質(zhì)學(xué)是20世紀(jì)才建立和發(fā)展起來的一門地球科學(xué)。水利水電工程地質(zhì)勘察是所有行業(yè)中涉及面最廣、問題最復(fù)雜、任務(wù)最艱巨、聲望最高、最具權(quán)威性的龍頭行業(yè)，它具有自身的特殊性與復(fù)雜性。水利水電工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)長遠(yuǎn)的任務(wù)，是水利水電工程順利進(jìn)行的重要保證之一。保護(hù)和改善工程環(huán)境是保證人們身體健康的需要，是現(xiàn)代化大生產(chǎn)和保證工程質(zhì)量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質(zhì)工作的質(zhì)量，對(duì)工程方案的決策和工程建設(shè)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。由于地質(zhì)問題引起的工程事故時(shí)有發(fā)生，輕則修改設(shè)計(jì)延誤工期，嚴(yán)重時(shí)造成工程失事，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。近年來。工程地質(zhì)勘察質(zhì)量有下滑趨勢(shì)，工程地質(zhì)分析不夠深入，有時(shí)甚至出現(xiàn)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)論性錯(cuò)誤這樣嚴(yán)重的問題。筆者認(rèn)為，總結(jié)分析水利水電工程地質(zhì)勘察過程中存在的問題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]林妙月．區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性及地震性危險(xiǎn)評(píng)價(jià)問題[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.
2水利水電工程地質(zhì)勘察技術(shù)與應(yīng)用
近年來，我國在水利水電工程勘察技術(shù)手段獲得了飛速發(fā)展，從深度、廣度及精度上都獲得了巨大的進(jìn)步，其主要的技術(shù)手段及應(yīng)用如下：
2.1工程地質(zhì)測繪工程地質(zhì)測繪是運(yùn)用地質(zhì)學(xué)的理論和方法，通過野外調(diào)查和綜合研究勘察場區(qū)的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良物理地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)條件等，并將它們填繪在適當(dāng)比例尺的地形圖上，為下一步布置勘探孔、試驗(yàn)及長期觀測工作打下基礎(chǔ)。工程地質(zhì)測繪的比例尺主要取決于不同的設(shè)計(jì)階段。工程地質(zhì)測繪使用的地形圖必須是符合精度要求的同等或大于工程地質(zhì)測繪比例尺的地形圖。圖件的精度和詳細(xì)程度，應(yīng)與地質(zhì)測繪比例尺相適應(yīng)。在圖上，大于2mm的地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)盡量反映,寬度不足2mm的重要工程地質(zhì)單元，如軟弱夾層、斷層等，要擴(kuò)大比例尺表示，并注示其實(shí)際數(shù)據(jù)。地質(zhì)界線誤差，一般不超過相應(yīng)比例尺圖上的2mm。
2.2水文地質(zhì)測繪水文地質(zhì)測繪是通過對(duì)地質(zhì)、地貌、第四紀(jì)沖洪積物、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地下水的調(diào)查，填繪出水文地質(zhì)圖，查明勘察場區(qū)內(nèi)地下水形成與分布的基本規(guī)律，在此基礎(chǔ)上做出初步的開發(fā)利用遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)，并對(duì)區(qū)內(nèi)存在的水文地質(zhì)問題等提出防治措施。
2.3工程地質(zhì)勘探工程地質(zhì)勘探是在工程地質(zhì)測繪的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明地下工程出現(xiàn)的問題和取得較深入的資料。主要有工程鉆探、工程物探、坑探、遙感技術(shù)等。
2.3.1工程鉆探。鉆探是指為了鑒別和劃分地層，用鉆機(jī)從地表向地下鉆進(jìn)，在地層中形成圓柱形鉆孔。鉆探是水利水電工程勘察中最基礎(chǔ)的一種方法，應(yīng)用廣泛。鉆探通過鉆孔采取不同深度的巖芯可直觀地確定地層巖性，地質(zhì)構(gòu)造，巖體風(fēng)化特征等，從而判斷地質(zhì)情況，查明地下水的類型。從鉆孔中取出的巖石、土樣可進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，用以測定巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)和指標(biāo)。利用鉆孔可進(jìn)行工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及灌漿試驗(yàn)、長期觀測工作及地應(yīng)力測量等。地質(zhì)人員在鉆探過程中應(yīng)根據(jù)鉆探質(zhì)量要求，認(rèn)真記錄鉆探中出現(xiàn)的各種地質(zhì)現(xiàn)象；對(duì)于像砂礫石層、軟弱夾層、滑坡等特殊地段，應(yīng)選擇合理的鉆探方法以保證成果能夠真實(shí)反映該地段的地質(zhì)條件。
2.3.2工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的簡稱，它是以地下巖土層（或地質(zhì)體）的物性差異為基礎(chǔ)，通過儀器觀測自然或人工物理場的變化，確定地下地質(zhì)體的空間展布范圍（大小、形狀、埋深等）并可測定巖土體的物性參數(shù)，達(dá)到解決地質(zhì)問題的一種物理勘探方法。巖層有不同的物理性質(zhì)，物探應(yīng)用觀測儀器來測量勘探區(qū)的物理參數(shù)，如導(dǎo)電性、彈性、磁性、密度等參數(shù)。工程物探主要有以位場理論為基礎(chǔ)的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等，以及以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)的地震波勘探、電滋波勘探等。
2.3.3坑探。坑探是指用挖坑方式觀察地層地質(zhì)情況的作業(yè)。其特點(diǎn)是勘察人員能直接觀察到地質(zhì)結(jié)構(gòu)，便于素描，且準(zhǔn)確可靠。對(duì)研究斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和滑動(dòng)面（帶）等的空間分布特點(diǎn)及其工程性質(zhì)等有重要意義?？犹街饕ㄌ娇?、探槽、淺井、豎井、斜井、平洞等。由于坑探人員能夠直接深入地進(jìn)行觀察，記錄，揭示地質(zhì)現(xiàn)象，且對(duì)地質(zhì)體擾動(dòng)較小，可以不受限制地采取原狀結(jié)構(gòu)試樣，并可用來做現(xiàn)場大型試驗(yàn)，所以坑探在水利水電項(xiàng)目中作為一種輔助勘察手段被廣泛使用。
2.3.4遙感技術(shù)。遙感技術(shù)是通過對(duì)信息的分析、研究，確定目標(biāo)物屬性和相互關(guān)系的一種技術(shù)，它從遠(yuǎn)處探測、感知物體或事物而不直接接觸目標(biāo)物或現(xiàn)象而搜集信息，在水利水電勘察中也應(yīng)用較為廣泛。遙感技術(shù)根據(jù)遙感平臺(tái)高度的不同，一般分為地面遙感、航空遙感和航天遙感共3大類。按探測電磁波的工作波段分類，可分為可見光遙感、紅外遙感、微波遙感等。遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）感測范圍大，具有綜合、宏觀的特點(diǎn)（大面積同步觀測）。（2）信息量大，具有手段多，技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)。（時(shí)效性）。（3）獲取信息快，更新周期短，具有動(dòng)態(tài)監(jiān)測特點(diǎn)。（數(shù)據(jù)的綜合性和可比性）
1工程地質(zhì)概述
壩址區(qū)與水庫區(qū)位于東南沿海新華夏系巨型構(gòu)造體系的第二隆起帶南端，在區(qū)域構(gòu)造上屬于基本穩(wěn)定區(qū)，地震基本烈度為Ⅵ度。壩址區(qū)地層為燕山早期第三次侵入的中、細(xì)粒黑云母花崗巖，及少量第四次侵入的花崗斑巖脈、閃斜煌斑巖脈。構(gòu)造形跡以斷層、擠壓帶、節(jié)理及節(jié)理密集帶的形式出現(xiàn)，以北東向組與北北西向組為主，并有順坡向的卸荷結(jié)構(gòu)面。
地下水裂隙性含水層受構(gòu)造控制。相對(duì)抗水層（透水率q≤1Lu）埋藏深度20～40m，以微～弱透水巖體為主導(dǎo)。地下水及河水的化學(xué)類型為重碳酸-鈣鈉型或重碳酸-鈉鈣型，對(duì)各種水泥無一般酸性、碳酸性、硫酸性、鎂化蝕。
為研究巖石物理力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了大量的室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)，現(xiàn)場剪切試驗(yàn)，變形特性試驗(yàn)，彈性波、聲波測試，提出了各類試驗(yàn)的建議值。
(1)混凝土／巖石、巖石／巖石抗剪斷強(qiáng)度建議值見表1。
(2)基巖夾泥層剪切強(qiáng)度。斷層泥f′=0.25，糜棱巖類f′=0.45，碎裂巖類f′=0.60；上述各構(gòu)造巖c′值=0～0.2MPa。當(dāng)構(gòu)造巖混雜時(shí)，根據(jù)其含量的比值選取加權(quán)平均值使用。
(3)巖體變形特性。泥夾碎石糜棱巖（或全風(fēng)化）變形模量E0=(0.05～0.10)×104MPa；壓碎角礫碎裂巖E0=(0.1～0.3)×104MPa；弱風(fēng)化花崗巖E0=(0.5～1.0)×104MPa，彈性模量E=(1.0～1.5)×104MPa；微風(fēng)化、新鮮花崗巖E0=(1.0～1.5)×104MPa，E=(2.0～2.5)×104MPa。
(4)地震縱波速度Vp。新鮮巖體Vp＞5000m/s，微風(fēng)化巖體Vp=4000～5000m/s，弱風(fēng)化巖體Vp=3000～4000m/s，強(qiáng)風(fēng)化巖體Vp=2000～3000m/s，全風(fēng)化Vp＜2000m/s。
2大壩工程地質(zhì)條件與基礎(chǔ)處理
2.1壩基
2.1.1壩基工程地質(zhì)條件
(1)①壩段(壩右0+010.00m～0+060.00m)。建基面巖石大多微風(fēng)化，局部弱風(fēng)化。斷層有F8、F10、fd1～fd8。斷層、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占?jí)位娣e分別為2.7%、80%、17.3%,按面積比例用加權(quán)平均法計(jì)算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強(qiáng)度（混凝土標(biāo)號(hào)為200號(hào)，下同），f＇=1.12，c＇=1.15MPa。
(2)②壩段（壩右0+060.00m～0+110.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化,部分新鮮，局部弱風(fēng)化。斷層有F9-1、F12、F35、f2、f3及L5、L6順坡裂隙。斷層和新鮮、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占?jí)位娣e分別為0.3%、30%、60%、9.7%,按面積比例用加權(quán)平均法計(jì)算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強(qiáng)度，f＇=1.16，c＇=1.22MPa。
(3)③壩段（壩右0+110.00m～0+143.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化，部分新鮮和弱風(fēng)化。斷層有F12、F24、F25、F35、f8、fd9，斷層和新鮮、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占?jí)位娣e分別為0.6%、20%、60%、19.4%，按面積比例用加權(quán)平均法計(jì)算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強(qiáng)度，f＇=1.15，c＇=1.19MPa。
(4)④壩段（壩右0+143.00m～0+176.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化，部分弱風(fēng)化，局部新鮮。斷層有F24、F25。斷層和新鮮、微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖占?jí)位娣e分別為0、10%、60%、30%，按面積比例用加權(quán)平均法計(jì)算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強(qiáng)度，f＇=1.14，c＇=1.18MPa。
(5)⑤壩段（壩右0+176.00m～0+240.00m）。建基面巖石大多微風(fēng)化，部分弱風(fēng)化，局部強(qiáng)風(fēng)化。斷層有F12、F18、F18-1。F18、F18-1。斷層和微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖占?jí)位娣e分別為2.5%、70%、25%、2.5%，按面積比例用加權(quán)平均法計(jì)算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強(qiáng)度，f＇=1.11，c＇=1.14MPa。
(6)⑥壩段（壩右0+240.00m～0+304.00m）。建基面巖石大多弱風(fēng)化，部分微風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化。斷層有F19、F20、、f5、f10、fd10～fd14。斷層和微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖體占?jí)位娣e比例分別為6.5%、10%、80%、3.5%，按面積比例用加權(quán)平均法計(jì)算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強(qiáng)度，f＇=1.05，c＇=1.02MPa。
(7)⑦壩段（壩右0+304.00m～0+318.50m）。建基面巖石多強(qiáng)風(fēng)化，部分弱風(fēng)化。斷層有F27、f6、fd14、fd15。斷層和弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖占?jí)位娣e分別為14.5%、35.5%、50%,按面積比例用加權(quán)平均法計(jì)算壩基混凝土／巖石綜合抗剪斷強(qiáng)度。f＇=0.85，c＇=0.7MPa。
2.1.2基礎(chǔ)處理
(1)斷層處理。采用挖槽回填混凝土塞、加強(qiáng)固結(jié)灌漿的方法。規(guī)模較大、性狀較差的斷層，增加錨筋，槽的深度為斷層寬度的1～1.5倍。節(jié)理密集帶挖除松動(dòng)巖石后，增加固結(jié)灌漿。
(2)固結(jié)灌漿?；竟探Y(jié)灌漿孔布置在壩段上、下游各1／3范圍，孔深3.5～5m，孔距、排距均為3m，呈梅花形交錯(cuò)布置。灌后均打檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，透水率標(biāo)準(zhǔn)為q＜3Lu。
(3)帷幕灌漿。帷幕灌漿有主帷幕和副帷幕各1排，孔距2m，排距0.75m，交錯(cuò)布置，帷幕深度各壩段不一，透水率標(biāo)準(zhǔn)為q＜1Lu。
2.2大壩壩肩
2.2.1壩肩工程地質(zhì)條件
(1)左岸壩肩。180m高程以上邊坡開挖最大坡高85m，即達(dá)265m高程，形成200、220、240、260m高程四級(jí)馬道，寬2m。邊坡開挖坡比：在高程180～200m為1∶0.33～1∶0.5，部分為1∶0.75；高程200～220m為1∶0.5～1∶0.75；高程220m以上為1∶1。高程180～200m多為弱風(fēng)化巖石，部分微風(fēng)化；高程200～220m多為弱風(fēng)化巖石，局部強(qiáng)風(fēng)化；高程220～250m多為強(qiáng)風(fēng)化巖石，局部弱風(fēng)化和全風(fēng)化；高程250m以上多為全風(fēng)化夾殘留孤石。高程250m以下有F7、F12、F15、F16、F28、F29、F34、f47、f48斷層及數(shù)條節(jié)理密集帶。左岸壩肩主要結(jié)構(gòu)面傾向山內(nèi)或與邊坡走向近正交，僅F16、L5、L6順坡傾向，但基本挖除，唯局部尚保留。未發(fā)現(xiàn)較大的不利邊坡穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)面及其組合體。
(2)右岸壩肩。高程180m以上開挖邊坡最大坡高65m，即達(dá)245m高程，形成199、219m高程兩條馬道，馬道寬度2m。邊坡開挖坡比：高程180～199m為1∶0.5；高程199～219m為1∶0.75～1∶0.5；219m高程以上為1∶1。高程180～199m多為強(qiáng)～弱風(fēng)化巖石，局部微風(fēng)化和全風(fēng)化；高程199～219m多為全風(fēng)化，部分強(qiáng)風(fēng)化，局部弱風(fēng)化；219m高程以上多為全風(fēng)化夾殘留孤石，局部強(qiáng)風(fēng)化。219m以下主要斷層有F1、F44，最大破碎寬度分別為6.5m和4.5m。右岸壩肩F21和fy-3及F12和fy-2組合的楔體，經(jīng)赤平投影穩(wěn)定分析處于穩(wěn)定狀態(tài)。
2.2.2壩肩邊坡處理
(1)完整性較好的微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖石，無不利邊坡穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面。噴10cm厚的C20混凝土。
(2)完整性較差的微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖石及強(qiáng)風(fēng)化巖石。采用砂漿錨桿φ20＠150×150cm,L=308cm，入巖深度為300cm，噴10cm厚的C20混凝土。
(3)全風(fēng)化巖石。采用插筋φ16＠200×200cm,L=108cm，入土100cm，并布設(shè)φ4＠@25×25cm的鐵絲網(wǎng)，噴10cm厚的C20混凝土。
(4)斷層破碎帶及節(jié)理密集帶。除打錨桿外，并布設(shè)φ4＠25×25cm的鐵絲網(wǎng)，噴10cm厚的C20混凝土。
(5)邊坡上布置排水孔。間、排距均為300cm，深度400cm，孔徑為50mm。
3壩基巖體質(zhì)量與評(píng)價(jià)
3.1壩基巖體質(zhì)量建基面以利用微風(fēng)化、弱風(fēng)化巖石下部為原則，地震波縱波速度＞4000m/s控制。
3.1.1地震彈性波測試（固結(jié)灌漿前）
①壩段縱波速度Vp=4000～4800m/s；②壩段Vp＞4000m／s占90%，Vp＜4000m/s占10%；③壩段Vp＞4000m/s占73.6%，Vp＜4000m/s占26.4%；④壩段Vp＞4000m/s占74.8%，Vp＜4000m/s占26.2%；⑤壩段Vp=4100～4700m/s；⑥壩段Vp一般為4600～4800m/s，局部Vp=2200～3400m/s。各壩段縱波速度小于4000m/s的部位，加深開挖深度，并加強(qiáng)固結(jié)灌漿。
3.1.2跨孔聲波CT測試
③、④壩段布置跨孔聲波CT測試5組，固結(jié)灌漿前聲速為4700～6250m/s，唯ZK0210～ZK0310組在混凝土與基巖接觸帶，聲速為3800m/s，固結(jié)灌漿后聲速為4500m/s。
3.1.3聲波單孔測試
①壩段測試孔41個(gè)，灌漿前、后平均聲速分別為5066m/s和5311m/s，其中20個(gè)孔在建基面附近個(gè)別測點(diǎn)固結(jié)灌漿前聲速＜4000m/s，固結(jié)灌漿后聲速均＞4500m/s。
②壩段測試孔22個(gè)，固結(jié)灌漿前、后平均聲波速度分別為5327m/s和5618m/s。其中6個(gè)孔在建基面附近個(gè)別測點(diǎn)固結(jié)灌漿前聲波速度＜4000m/s，固結(jié)灌漿后聲波速度均＞4500m/s。
③壩段測試孔28個(gè)，固結(jié)灌漿前聲波速度為3261～6250m/s，其中11個(gè)孔局部測點(diǎn)低于4000m/s，固結(jié)灌漿后接近5000m/s，或高于5000m/s。
④、⑤、⑥壩段測試孔分別為42、1和4個(gè)，固結(jié)灌漿前聲速均高于5000m/s。
3.2壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)
1水利水電工程建設(shè)與環(huán)境問題
1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后，由于地應(yīng)力的調(diào)整或水體下滲等原因，觸發(fā)了地質(zhì)斷層的復(fù)活而誘發(fā)地震。研究表明，要觸發(fā)一個(gè)比較大的地震需具備以下三個(gè)條件：①水庫巖石比較破碎，且處理效果不十分理想；②存在有利于應(yīng)力集中的地質(zhì)環(huán)境條件；③水庫水荷載所產(chǎn)生的超孔隙水壓力足夠大。關(guān)于水庫誘發(fā)地震的事件國內(nèi)外均有報(bào)道，一般而言，水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在，僅僅是水荷載引起的地應(yīng)力，誘發(fā)地震的可能性是很小的。但如果誘發(fā)大的地震，那將是災(zāi)難性的。從1987年的資料至今，我國已建設(shè)的壩高在15米以上的水庫共18000多座，已發(fā)現(xiàn)水庫誘發(fā)地震的有13座。[1]
1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環(huán)境水域的分布，從而對(duì)周圍環(huán)境造成影響。例如：①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會(huì)使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環(huán)境生態(tài)問題；②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸；③下游地區(qū)的地下水位下降；④入?？谝蚝铀髁繙p少引起河口淤積，造成海水倒灌；⑤因河流流量減少，使得河流自凈能力降低；⑥以發(fā)電為主的水庫，多在電力系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對(duì)航運(yùn)、灌溉引水和養(yǎng)魚等均有較大影響；⑦當(dāng)水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時(shí)，勢(shì)必造成水質(zhì)的惡化。由此可見，水利水電工程對(duì)水文的影響是不容忽視的一個(gè)重要問題。[2]
1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下，區(qū)域性氣候狀況受大氣環(huán)流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后，當(dāng)?shù)厮w的分布會(huì)發(fā)生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤，形成新的小氣候，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驎?huì)產(chǎn)生一定的影響。主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫、風(fēng)和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對(duì)魚類的影響：切斷了洄游性魚類的洄游通道；水庫深孔下泄的水溫較低，影響下游魚類的生長和繁殖；下泄清水，影響了下游魚類的餌料，從而影響魚類的產(chǎn)量；高壩溢流泄洪時(shí)，高速水流造成水中氮氧含量過于飽和，致使魚類產(chǎn)生氣泡病。②對(duì)植物和動(dòng)物的影響：庫區(qū)淹沒和永久性的工程建筑物對(duì)植物和動(dòng)物都會(huì)造成直接破壞；同時(shí)局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會(huì)對(duì)動(dòng)植物的種類、結(jié)構(gòu)及生活環(huán)境等造成影響。
2工程地質(zhì)工作中存在的問題
2.1工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量問題在工程地質(zhì)勘察過程中，主要問題有以下幾種：①工程概念不清，勘探側(cè)重點(diǎn)不明確，針對(duì)性不強(qiáng)，方法不當(dāng)，手段落后；②工程地質(zhì)分析工作中所選擇的理論、方法、計(jì)算公式等與實(shí)際情況有較大出入，其適應(yīng)條件的物理意義混淆不清；③地質(zhì)報(bào)告中基本地質(zhì)條件不清楚。我們遇到的主要工程地質(zhì)問題有：①界定不準(zhǔn)確或論證不充分，有問題遺漏甚至結(jié)論性錯(cuò)誤；②有些地質(zhì)報(bào)告沒有地質(zhì)結(jié)論，也有些工程沒有做多少地質(zhì)工作就先下結(jié)論，極不嚴(yán)肅。此類問題產(chǎn)生往往造成階段性工程審查不能一次性通過，可能延誤開發(fā)時(shí)機(jī)；或者盡管通過了審查，但卻給工程留下了隱患，這種情況的危險(xiǎn)性極大。[4]
2.2勘測周期不合理的問題從工程地質(zhì)勘察到地質(zhì)報(bào)告的提交需要一定的工作周期，這是再簡單不過的道理，然而有些工程卻沒有進(jìn)行基礎(chǔ)性的前期投入。主要存在問題有以下幾個(gè)方面：①一旦需要申報(bào)項(xiàng)目，立即就要求提交地質(zhì)報(bào)告；②今天剛剛提交可研報(bào)告，明天就要求提交初設(shè)報(bào)告。此類情況多為地方性工程，一般國家投資的大型工程出現(xiàn)這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴(yán)重的，由于地質(zhì)條件不清楚，直接導(dǎo)致投資控制不住，施工后修改設(shè)計(jì)等情況。更可怕的是留下了工程隱患，可能造成重大的工程事故。
3結(jié)語
工程地質(zhì)學(xué)是20世紀(jì)才建立和發(fā)展起來的一門地球科學(xué)。水利水電工程地質(zhì)勘察是所有行業(yè)中涉及面最廣、問題最復(fù)雜、任務(wù)最艱巨、聲望最高、最具權(quán)威性的龍頭行業(yè)，它具有自身的特殊性與復(fù)雜性。水利水電工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)長遠(yuǎn)的任務(wù)，是水利水電工程順利進(jìn)行的重要保證之一。保護(hù)和改善工程環(huán)境是保證人們身體健康的需要，是現(xiàn)代化大生產(chǎn)和保證工程質(zhì)量的客觀要求，是保證工程永久利益的必須條件。工程地質(zhì)工作的質(zhì)量，對(duì)工程方案的決策和工程建設(shè)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。由于地質(zhì)問題引起的工程事故時(shí)有發(fā)生，輕則修改設(shè)計(jì)延誤工期，嚴(yán)重時(shí)造成工程失事，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。近年來。工程地質(zhì)勘察質(zhì)量有下滑趨勢(shì)，工程地質(zhì)分析不夠深入，有時(shí)甚至出現(xiàn)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)論性錯(cuò)誤這樣嚴(yán)重的問題。筆者認(rèn)為，總結(jié)分析水利水電工程地質(zhì)勘察過程中存在的問題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]林妙月．區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性及地震性危險(xiǎn)評(píng)價(jià)問題[M]．北京：地震出版社，2008：99-100.
中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一.前言
伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水利水電工程行業(yè)作為一個(gè)新興的行業(yè)崛起，并逐步滲入到國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活生產(chǎn)的各個(gè)角落中來，不僅成為了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，而且對(duì)提高我國居民的生活水平，改善生活條件，有著極其重要的影響。在水利水電工程建設(shè)過程中，加強(qiáng)對(duì)各種水利水電工程所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害防治具有著十分重要的意義，作為整個(gè)水利水電工程建設(shè)管理中的重要組成部分，不僅密切和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全連接在一起，也關(guān)系到整個(gè)水利水電工程行業(yè)的健康發(fā)展，因此，如何加強(qiáng)對(duì)水利水電工程各種地質(zhì)災(zāi)害的防治，將會(huì)是水利水電工程行業(yè)的相關(guān)單位和相關(guān)工作人員必須要面對(duì)和思考的問題。
二.加強(qiáng)水利水電工程地質(zhì)災(zāi)害防治的意義
1.加強(qiáng)水利水電工程地質(zhì)災(zāi)害的防治，是促進(jìn)企業(yè)安全生產(chǎn)的必然舉措。近些年來，在水利水電工程項(xiàng)目施工過程中，由于各種因素引發(fā)的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害給社會(huì)帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失和資源的浪費(fèi)，更對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的威脅，安全管理缺陷是事故發(fā)生的深層次的本質(zhì)原因。因此，要從根本上防止事故，則必須加強(qiáng)對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害的防治，探究各種地質(zhì)災(zāi)害防治的技術(shù)措施。如此，可以更好的促進(jìn)安全生產(chǎn)。
2.加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的防治，有助于保護(hù)施工人員的切身利益，從而體現(xiàn)出以人為本的思想。在水利水電工程施工過程中，人員的切身利益將會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)水利水電工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在進(jìn)行施工過程中，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治，保護(hù)施工安全，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
三.水利水電工程地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生是原因分析
在水利水電工程建設(shè)中，由于各種基礎(chǔ)工程的建設(shè)，周邊的地質(zhì)環(huán)境、水文地質(zhì)條件等都在發(fā)生著改變，因而，會(huì)很大程度的引發(fā)一些諸如山體崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。
地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生一方面是自然原因?qū)е碌模?比如：特大洪水、地震等；另一方面是人為因素， 比如：大規(guī)模開挖、維護(hù)不到位、預(yù)防措施不完善等，其中人為的因素占主要部分。很多人為造成的地質(zhì)災(zāi)害不僅在很大程度上影響了水利水電工程的質(zhì)量、縮短了工程的使用年限，更重要的是給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來極大的安全隱患，其實(shí)大部分地質(zhì)災(zāi)害通過有效地預(yù)防措施，是可以避免或者減小地質(zhì)災(zāi)害造成的影響。
1．水利水電工程建設(shè)區(qū)域自然地質(zhì)環(huán)境較差
我國的地質(zhì)災(zāi)害情況比較嚴(yán)重，其中一部分的地質(zhì)災(zāi)害是由于違背自然規(guī)律的工程活動(dòng)造成和誘發(fā)的，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐年增加，很多水利水電工程建設(shè)區(qū)，降雨量少，蒸發(fā)量大，山高坡陡，土地瘠薄，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重，滑坡、泥石流等山體災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，自然生態(tài)環(huán)境本來就嚴(yán)峻。不少開發(fā)建設(shè)單位水土保持意識(shí)差、法制觀念淡薄，發(fā)展理念陳舊，急功近利，
重視經(jīng)濟(jì)利益，忽視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，掠奪式地開發(fā)利用水土資源和環(huán)境的現(xiàn)象仍然較為普遍。山勢(shì)險(xiǎn)峻，坡度較大，而且很多地方巖體破碎程度嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境也必將脆弱，在進(jìn)行大規(guī)模的水利水電工程施工過程中，很大程度的讓一些破碎的巖體變得更為松動(dòng)，同時(shí)，區(qū)域的植被也一定程度的遭到破會(huì)，當(dāng)遇到一些暴雨等氣象因素時(shí)候，很可能引發(fā)諸如滑坡，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。另外就是在建設(shè)水利工程的時(shí)候，工程大量開挖坡腳、隨意堆放廢棄的土渣等，對(duì)水流的排放和疏通都造成了影響，從而引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
2．人類活動(dòng)可加劇地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性
工程建設(shè)可能誘發(fā)、加劇地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性，主要是指由于工程建設(shè)形成高邊坡和開挖坡腳、在坡體中開挖水渠、在坡體上部加載、修建水池又不做有效防滲而誘發(fā)滑坡，還有在溝谷中堆砌工程廢棄物誘發(fā)的危險(xiǎn)性等。這里強(qiáng)調(diào)的主要是工程建設(shè)加劇誘發(fā)滑坡、泥石流等而對(duì)其他工程設(shè)施、人民生命財(cái)產(chǎn)造成的危害。尤其是在巖質(zhì)邊坡開挖的時(shí)候，一定要對(duì)松動(dòng)的巖石或巖體破碎的邊坡進(jìn)行嚴(yán)格的處理，避免經(jīng)過長期的日曬雨淋，一定程度上使得邊坡的抗滑力減小，從而容易引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，在施工的時(shí)候一定要按照規(guī)范處理開挖、填埋，盡量減小人為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。
四.加強(qiáng)水利工程地質(zhì)災(zāi)害防治的技術(shù)措施探討
1．加強(qiáng)技術(shù)人員的職業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)、明確責(zé)任
加強(qiáng)對(duì)水利工程維護(hù)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，地方的水利技術(shù)部門應(yīng)加大對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)技術(shù)人員、水利工程業(yè)主及水利工程建設(shè)承包者的技術(shù)培訓(xùn)，同時(shí)也要加大對(duì)他們的責(zé)任意識(shí)培養(yǎng)。在建設(shè)水利工程之前，要找有相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和資質(zhì)的單位進(jìn)行實(shí)地勘測、設(shè)計(jì)，工程建設(shè)中要嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行施工、保養(yǎng)，經(jīng)有關(guān)部門驗(yàn)收合格之后再投入使用。在水利工程管理上，應(yīng)明確城市防洪、重點(diǎn)湖泊、小型水庫及在建水利工程的防汛責(zé)任，并將責(zé)任人名單予以公布，以接受社會(huì)監(jiān)督。
2．加強(qiáng)對(duì)水利工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測
對(duì)水利工程的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測可以在很大程度上避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。首先要堅(jiān)持24小時(shí)值班制度，保持通信的順暢，部門之間加強(qiáng)協(xié)作，實(shí)行群測群控。水庫值班和管理人員等直接管理者應(yīng)該對(duì)大壩、溢洪道、輸水道等主要建筑物進(jìn)行檢查和巡視，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測?；鶎颖O(jiān)測部門應(yīng)該與國土、交通、建設(shè)、氣象等部門加強(qiáng)聯(lián)系，按照各部門的分工職責(zé)，切實(shí)做好水利工程設(shè)施的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)防和治理工作。
同時(shí)，上級(jí)管理人員也應(yīng)該對(duì)水利工程的監(jiān)管引起足夠重視，尤其是汛期來臨的時(shí)候，更應(yīng)該加大對(duì)庫塘的監(jiān)控力度，科學(xué)調(diào)度，依法防汛，確保安全度汛。這期間要隨時(shí)掌握降雨引起的蓄水變化情況，嚴(yán)格防洪調(diào)度，分月控制蓄水，將地質(zhì)災(zāi)害控制在萌芽階段，如果發(fā)現(xiàn)安全隱患要及時(shí)進(jìn)行排除。
3．制定相關(guān)的災(zāi)害防治預(yù)案
進(jìn)行災(zāi)害預(yù)防首先應(yīng)該制定相關(guān)的城市防洪緊急預(yù)案、在建水利工程安全度汛預(yù)案、水庫防汛搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案、山洪災(zāi)害防御預(yù)案等。在對(duì)有可能出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害的水利工程周邊進(jìn)行檢查之后，應(yīng)迅速制定相應(yīng)的度汛搶險(xiǎn)方案，尤其是在容易發(fā)生山體滑坡、山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的地方及重點(diǎn)部位要設(shè)置明顯的警示牌。
4．做好物資、通訊、搶險(xiǎn)應(yīng)急隊(duì)等各項(xiàng)工作
為了保證在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)候，可以進(jìn)行及時(shí)的救援，首先要做好物資、搶險(xiǎn)、通訊等各項(xiàng)工作。一旦災(zāi)情發(fā)生，能夠立即調(diào)動(dòng)使用，應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)要隨時(shí)處于戰(zhàn)備狀態(tài)， 力保災(zāi)害能夠得到最有效、最及時(shí)的控制。另外就是要加強(qiáng)對(duì)通訊施設(shè)的維護(hù)。在汛期，各縣區(qū)中繼站和各水庫無線通訊設(shè)施必須正常運(yùn)行，電信部門應(yīng)該確保水庫通訊線路通暢，使各站之間能夠及時(shí)保持聯(lián)系。
5. 加強(qiáng)施工安全管理
在水利工程施工中，施工單位獲得中標(biāo)之后，要堅(jiān)持多級(jí)安全控制，多層次的安全負(fù)責(zé)原則，加強(qiáng)對(duì)施工企的安全管理。首先，要建立健全施工過程的安全管理體制。設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)理職位，堅(jiān)持項(xiàng)目經(jīng)理的第一責(zé)任，堅(jiān)持施工質(zhì)量檢測部門進(jìn)行質(zhì)量安全自檢，同時(shí)，要建立起施工的相關(guān)工程試驗(yàn)基地，建立健全各種資料的管理體制，設(shè)置專門的施工資料整理人員，并做好各個(gè)環(huán)節(jié)的工作分工，明確職責(zé)，加強(qiáng)對(duì)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的工序質(zhì)量檢測記錄，做好各種資料的送檢工作，并嚴(yán)格各種文件的存檔管理，為各種安全管理措施的出臺(tái)提供決策依據(jù)。
五.結(jié)束語
水利工程關(guān)系到整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高。在施工過程中，水利工程所面臨的各種地質(zhì)災(zāi)害都有著不同的原因，要結(jié)合工程施工狀況，結(jié)合地質(zhì)地貌實(shí)際情況，從實(shí)際出發(fā)，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害的防治，從而促進(jìn)整個(gè)水利工程行業(yè)的健康快速發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高提供巨大的動(dòng)力。
參考文獻(xiàn)：
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作者簡介：榮冠（ 1971- ），男，武漢大學(xué)水利水電學(xué)院副教授，博士，主要從事巖體穩(wěn)定性研究及工程地質(zhì)教學(xué)工作，（e-mail）rg_mail@163.com。
摘要：工程地質(zhì)是水利類本科生的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，課程教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)豐富，難點(diǎn)較多，實(shí)踐性強(qiáng)。如何在課堂教學(xué)和野外實(shí)踐教學(xué)中有效提高教學(xué)質(zhì)量是一個(gè)值得探討的問題。文章詳細(xì)分析了水利工程課程中的難點(diǎn)及教學(xué)中存在的問題，從課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、英文教學(xué)及課程考核等方面全面介紹了課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及改革探索。提出課堂教學(xué)應(yīng)注重理論緊密聯(lián)系工程實(shí)際，實(shí)踐教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手技能和發(fā)現(xiàn)、分析、解決工程地質(zhì)問題的能力，開展英文教學(xué)是培養(yǎng)國際人才的必然趨勢(shì)，考核機(jī)制應(yīng)全面反映學(xué)生的綜合能力等觀點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)； 水利專業(yè)； 教學(xué)研究； 理論教學(xué)； 實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號(hào)：tv135；g642421文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a文章編號(hào)：10052909（2013）05011007工程地質(zhì)是研究工程建設(shè)活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境相互作用和相互影響的一門地質(zhì)科學(xué)，是以地學(xué)學(xué)科的理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)學(xué)與力學(xué)理論和工程技術(shù)及方法解決與工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營有關(guān)的地質(zhì)問題[1]。工程地質(zhì)課程是水利類本科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。水利水電工程建設(shè)是人類在認(rèn)識(shí)自然的基礎(chǔ)上改造自然并為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的活動(dòng)，進(jìn)行水利水電工程建設(shè)首先必須了解自然環(huán)境和工程條件，而環(huán)境地質(zhì)條件是與水利水電工程關(guān)系最密切、最重要的自然條件。
當(dāng)前，中國工科高等教育人才培養(yǎng)主要目標(biāo)是：培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才[2]。工程地質(zhì)課程作為水利類專業(yè)中一門實(shí)踐性強(qiáng)的課程在凸顯人才培養(yǎng)目標(biāo)方面，更加突出工程地質(zhì)理論和實(shí)踐教學(xué)的必要性與重要意義[3-4]。
工程地質(zhì)課程的教學(xué)分為課堂理論教學(xué)部分與野外地質(zhì)實(shí)習(xí)部分。課堂理論部分主要講授礦物巖石、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)作用、地下水、巖體工程特性，邊坡、壩基、洞室圍壓穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，工程地質(zhì)勘察等知識(shí)。野外地質(zhì)實(shí)習(xí)部分主要進(jìn)行巖石及地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識(shí)，風(fēng)化、卸荷及河流地質(zhì)作用研究，地下水及其作用研究，水利樞紐工程地質(zhì)條件與問題分析評(píng)價(jià)等。
由于工程地質(zhì)課程涉及的相關(guān)課程較多（礦物學(xué)、巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地史學(xué)、地貌學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、材料力學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)等），且這些課程多為地質(zhì)專業(yè)課程。同時(shí)，工程地質(zhì)課程實(shí)踐性很強(qiáng)，但學(xué)生又缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。因此，在有限的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)時(shí)間內(nèi)，如何合理安排教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生扎實(shí)掌握工程地質(zhì)相關(guān)概念及基本原理，并使學(xué)生初步具備分析工程地質(zhì)條件及解決工程地質(zhì)問題的能力，是一個(gè)很值得探討的問題。根據(jù)筆者多年從事工程地質(zhì)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)水利類本科專業(yè)工程地質(zhì)教學(xué)，首先介紹學(xué)校工程地質(zhì)課程的設(shè)置，然后分析課程教學(xué)的重點(diǎn)及難點(diǎn)，再從課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、英文教學(xué)、考核方式4個(gè)部分探討理論與實(shí)踐教學(xué)的改革思路，以期在提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生分析工程地質(zhì)條件和解決工程地質(zhì)問題能力方面有所收獲。
一、水利類工程地質(zhì)課程介紹
（一）水利工程地質(zhì)課程設(shè)置
武漢大學(xué)水利水電學(xué)院最早可追溯至1928年創(chuàng)建的國立武漢大學(xué)工學(xué)院土木系水利組，學(xué)院現(xiàn)已成為國內(nèi)水利水電高級(jí)人才培養(yǎng)的搖籃和科學(xué)研究的重要基地。一直以來，工程地質(zhì)課程為水利各專業(yè)（農(nóng)田水利、水電工程、河流泥沙、水文水資源）的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。工程地質(zhì)課一般在第五學(xué)期或第六學(xué)期開設(shè)，包括48 學(xué)時(shí)課堂教學(xué)和1 周的野外實(shí)習(xí)。課堂教材主要使用天津大學(xué)主編的《水利工程地質(zhì)》（第四版）[1]，實(shí)驗(yàn)及野外實(shí)習(xí)采用武漢大學(xué)編寫出版的實(shí)習(xí)教材[5]。
（二）水利工程地質(zhì)課程內(nèi)容
水利工程地質(zhì)主要是研究水利水電工程建設(shè)中的工程地質(zhì)問題。主要內(nèi)容包括巖石及其工程性質(zhì)，地質(zhì)構(gòu)造及區(qū)域穩(wěn)定性，地表水流的地質(zhì)作用及河谷地貌，地下水、巖溶及庫壩區(qū)滲漏地質(zhì)條件分析，巖體工程特性，壩基、邊坡及洞室圍巖穩(wěn)定性分析，水利水電工程地質(zhì)勘察等。
高等建筑教育2013年第22卷第5期
榮冠，等水利類專業(yè)工程地質(zhì)課程教學(xué)研究與改革探索
課程的教學(xué)分為課堂教學(xué)與實(shí)踐教
兩部分。課堂教學(xué)主要講授地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和水利三大類巖體（邊坡、壩基及洞室圍巖）穩(wěn)定性分析基本理論。通過課堂教學(xué)力求使學(xué)生掌握工程地質(zhì)學(xué)基本概念、工程地質(zhì)分析基本原理和巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)基本方法。實(shí)踐教學(xué)通過野外現(xiàn)場典型巖體、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)作用等的直接觀察和分析來增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)、理解并深化工程地質(zhì)理論知識(shí)，使學(xué)生初步具備分析工程地質(zhì)條件和解決工程地質(zhì)問題的能力。水利類工程地質(zhì)課程教學(xué)基本內(nèi)容可總結(jié)為地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和巖體穩(wěn)定性分析兩方面，核心主線則是工程地質(zhì)條件及工程地質(zhì)問題的分析研究。課程室內(nèi)外教學(xué)均是圍繞該主線開展的。
二、水利工程地質(zhì)課程中的難點(diǎn)及問題
（一）工程地質(zhì)相關(guān)概念不易理解和掌握
對(duì)于水利專業(yè)的學(xué)生來說，工程地質(zhì)課是他們第一次接觸地質(zhì)學(xué)知識(shí)。多數(shù)學(xué)生，尤其是來自平原地區(qū)的學(xué)生，缺少對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的感性認(rèn)識(shí)，這使他們更不易理解相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)作用。水利工程地質(zhì)課程的開始部分主要講述地質(zhì)學(xué)基本概念，包括礦物和巖石的成因、成分及分類，內(nèi)外力地質(zhì)作用概念，產(chǎn)狀、節(jié)理、斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造，地層地史，地質(zhì)圖分析，區(qū)域穩(wěn)定等。這些內(nèi)容涉及礦物學(xué)、巖石學(xué)、地層古生物學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等知識(shí)。這些概念和相關(guān)課程知識(shí)對(duì)于初學(xué)者來說完全是陌生的。例如：在分析沉積巖的石英砂巖與變質(zhì)巖的石英巖區(qū)別時(shí)，一般學(xué)生很難從沉積作用和變質(zhì)作用的成因角度深刻理解其礦物結(jié)晶程度、顆粒大小、礦物純度、孔隙率等方面的差異。在現(xiàn)場分析褶皺構(gòu)造時(shí)，不少學(xué)生容易把現(xiàn)代地形與褶皺形態(tài)混為一談。實(shí)際上起伏的山脊為背斜，剝蝕的山谷為向斜往往是不對(duì)的，反過來，背斜核部易形成河谷低地，向斜核部則可能形成山脊。準(zhǔn)確定位褶皺應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場垂直巖層走向觀察結(jié)果，若有巖層按新老次序有規(guī)律地對(duì)稱出現(xiàn)時(shí)，則可肯定有褶皺。然后根據(jù)巖層新老組合關(guān)系的分析確定褶皺的基本類型（背斜或向斜），進(jìn)一步依據(jù)兩翼巖層產(chǎn)狀、軸面產(chǎn)狀以及地層層序判斷褶皺的剖面類型和平面類型。但現(xiàn)場地層及其年代的劃分，對(duì)于水利專業(yè)初學(xué)者而言是難以掌握的，況且?guī)r層的產(chǎn)狀及地層的劃分往往又具有隱蔽性，因此，地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)概念往往是水利工程地質(zhì)課程開始階段學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。（二）工程地質(zhì)條件難以全面和深刻理解
工程地質(zhì)條件指的是與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合，是自然歷史發(fā)展演變的產(chǎn)物。對(duì)大型水利工程而言主要包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象（滑坡、崩塌、泥石流、風(fēng)化、卸荷、侵蝕、巖溶、地震等）及天然建筑材料等6個(gè)方面。工程地質(zhì)條件直接影響工程建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)營管理。興建大型水利水電工程，首先都要查明樞紐及庫區(qū)的工程地質(zhì)條件。不同地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境差異及水工建筑物類型的不同，對(duì)水利工程的影響也不同。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足，難以全面理解工程地質(zhì)條件的內(nèi)涵，這樣自然導(dǎo)致對(duì)工程地質(zhì)問題的把握不準(zhǔn)。例如：西南水電工程主要集中在川、藏、滇、青等省區(qū)河流的深切河谷地區(qū)。該區(qū)域的自然地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜，相應(yīng)地在此建高壩大庫的工程地質(zhì)條件也十分復(fù)雜。深切河谷往往首選高拱壩方案，此時(shí)地形地貌就是關(guān)鍵的地質(zhì)條件，將直接影響工程高邊坡的穩(wěn)定與安全，同時(shí)影響并制約水工建筑物的布置、施工安排等。在西南深切河谷且為深覆蓋層壩區(qū)，從壩基防滲及擋水建筑物安全的角度考慮多采用當(dāng)?shù)夭牧蠅涡?，壩體防滲多為混凝土面板而非粘土心墻方案，這主要就是從天然建筑材料經(jīng)濟(jì)合理的角度考慮。
（三）對(duì)工程地質(zhì)問題缺乏認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
工程地質(zhì)問題指的是工程地質(zhì)條件與工程建筑物之間存在的矛盾或問題。對(duì)大型水利工程而言主要包括壩基和壩肩抗滑穩(wěn)定問題，壩基滲漏和滲透穩(wěn)定問題，邊坡穩(wěn)定性問題，地下洞室圍巖穩(wěn)定性問題，水庫滲漏、水庫淤積、庫周浸沒、庫岸再造，水庫誘發(fā)地震等問題。工程地質(zhì)學(xué)簡單說就是分析工程地質(zhì)條件，解決工程地質(zhì)問題。因此，工程地質(zhì)問題是課程的最終落腳點(diǎn)。不同水工建筑物由于對(duì)場地條件要求存在差別，其相應(yīng)的工程地質(zhì)問題也存在差異。實(shí)際工程中，全面揭示工程地質(zhì)問題是有難度的，尤其是深層隱伏的地質(zhì)問題，更是從淺表很難觀察確認(rèn)。目前對(duì)水利專業(yè)，工程地質(zhì)課程一般在水工建筑物等專業(yè)課之前開設(shè)，許多學(xué)生對(duì)水工建筑物知之甚少，對(duì)水工建筑及樞
紐區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)哪些地質(zhì)問題更是難知一二。
例如：對(duì)水利工程三大壩型工程地質(zhì)問題的分析。土石壩主要由粘土、碎石、塊石等散體堆積而成，壩體允許產(chǎn)生較大的變形，它對(duì)壩基工程地質(zhì)的要求較低，可以在軟基和工程地質(zhì)條件復(fù)雜的壩基上興建。由于壩基河床地質(zhì)條件多變，易出現(xiàn)過大沉降引起壩體裂縫、壩基滲漏和滲透變形問題，以及粉細(xì)沙層震動(dòng)液化等問題。重力壩主要依靠壩身自重與地基間摩阻力來保持穩(wěn)定。重力壩對(duì)壩基要求高，一般要求修在弱風(fēng)化下部的巖基上。該類壩型最主要的問題就是過大變形或不均勻變形導(dǎo)致壩體裂開，軟弱結(jié)構(gòu)面組合形成深層滑移塊體。拱壩主要通過拱作用傳遞荷載到壩肩，所以拱壩對(duì)兩岸巖體的要求較高，而對(duì)河床壩基巖體要求相對(duì)要低。兩岸拱座巖體應(yīng)新鮮完整、無大斷層，狹窄對(duì)稱的“v”字形河谷是首選地形條件。此時(shí)應(yīng)特別關(guān)注順河向軟弱結(jié)構(gòu)面切割形成的滑移塊體。由于學(xué)生在這一階段對(duì)水工建筑物不熟悉，同時(shí)缺乏對(duì)三大壩型的現(xiàn)場感性認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致他們較難在合理評(píng)價(jià)相應(yīng)工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上深入分析潛在的工程地質(zhì)問題。
（四）工程地質(zhì)分析方法不易理解和熟練運(yùn)用
由于工程巖體結(jié)構(gòu)特征及力學(xué)特性的復(fù)雜性和不確定性，針對(duì)巖體變形與穩(wěn)定性的工程地質(zhì)分析方法主要是定性與定量結(jié)合，總體上是半經(jīng)驗(yàn)半理論性的。針對(duì)實(shí)際工程，在較大程度上是以現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)為前提，然后通過工程地質(zhì)定性分析結(jié)合定量計(jì)算綜合確定。工程地質(zhì)的分析方法主要有工程地質(zhì)類比法、圖表法、室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)方法、力學(xué)模型定量計(jì)算法等。各方法都有一定條件和適用范圍，即存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中宜將幾種方法結(jié)合，互相補(bǔ)充。針對(duì)不同的工程地質(zhì)問題，剛學(xué)習(xí)課程的學(xué)生對(duì)怎樣合理選擇分析方法缺乏經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握困難更大。
現(xiàn)以巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)為例，簡要討論工程邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的基本思路?？傮w上邊坡穩(wěn)定性的影響因素包括地形地貌、巖體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化卸荷、水的作用、地震及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和人類工程活動(dòng)等。首先從經(jīng)驗(yàn)上判斷其穩(wěn)定性主要從坡形坡高、巖體強(qiáng)度、坡體結(jié)構(gòu)等直觀判斷，此時(shí)工程地質(zhì)定性方法（如赤平投影）就是較好的方法。對(duì)于邊坡淺表的變形及破壞情況，則主要考慮巖體的風(fēng)化和卸荷程度，及其卸荷裂隙等的組合情況。對(duì)于邊坡的整體及長期穩(wěn)定性，則需通過詳細(xì)的地質(zhì)勘探，確定潛在的破壞模式和滑移邊界，采用如三維極限平衡方法、有限元應(yīng)力應(yīng)變方法等計(jì)算其變形和穩(wěn)定性。邊坡變形模式及邊界、結(jié)構(gòu)面和巖體力學(xué)參數(shù)的確定是關(guān)鍵，同時(shí)還應(yīng)合理考慮地下水及地震等因素的影響。所以對(duì)巖石邊坡采用工程地質(zhì)方法合理評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性是一項(xiàng)較復(fù)雜的工作，對(duì)于初學(xué)者來說是不易全面和熟練掌握的。
（五）工程地質(zhì)實(shí)習(xí)和工程實(shí)踐時(shí)間不足
工程地質(zhì)教學(xué)來源于實(shí)踐并回歸于實(shí)踐，其最鮮明的特點(diǎn)就是實(shí)踐性強(qiáng)。教學(xué)實(shí)習(xí)和工程實(shí)踐是鞏固和加深地質(zhì)理論知識(shí)的有效途徑，是理論聯(lián)系實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和獨(dú)立能力的重要渠道。地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)的任務(wù)主要是讓學(xué)生親自接觸各種真實(shí)的地質(zhì)現(xiàn)象及工程問題，用已學(xué)到的理論知識(shí)觀察分析現(xiàn)象，提出解決問題的方法與措施。例如：斷層是工程地質(zhì)學(xué)中的基本概念，但學(xué)生要理解斷層的規(guī)模與工程特性、現(xiàn)場鑒別方法及其對(duì)工程的影響是較困難的。通過現(xiàn)場露頭可以較直觀地了解斷層的三種形態(tài)類型及其基本特征，對(duì)較大規(guī)模的斷層可引導(dǎo)學(xué)生從地形地貌不協(xié)調(diào)、地層的重復(fù)或缺失、伴生構(gòu)造及構(gòu)造巖、地表地下水的異常分布等方面來認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上分析斷層的級(jí)別、特征及其對(duì)工程的影響學(xué)生就容易理解和熟悉，然而由于教學(xué)時(shí)間及經(jīng)費(fèi)的限制，學(xué)生在實(shí)習(xí)和實(shí)踐方面的機(jī)會(huì)相對(duì)較少。在有限的實(shí)習(xí)和實(shí)踐時(shí)間內(nèi)，如何合理安排教學(xué)實(shí)習(xí)路線及教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生能夠較好地掌握基本概念和原理，并初步具備分析和解決問題的能力，是目前水利工程地質(zhì)實(shí)踐教學(xué)中的一大難題。
三、水利工程地質(zhì)課程改革探索
（一）課堂教學(xué)改革 1.突出重點(diǎn)分解難點(diǎn)
由于水利工程地質(zhì)課程涉及較多概念和方法，同時(shí)關(guān)聯(lián)較多課程，是一門綜合性很強(qiáng)的課程。由于教學(xué)課時(shí)有限，要將所有內(nèi)容都面面俱到地深入講解，顯然是不可取的。這就要求在講授時(shí)有的放矢，合理安排教學(xué)內(nèi)容，做到突出重點(diǎn)、解剖難點(diǎn)，始終把握地質(zhì)學(xué)基本概念和巖體穩(wěn)定評(píng)價(jià)兩個(gè)主要內(nèi)容，抓住工程地質(zhì)條
和工程地質(zhì)問題兩條主線。這樣可以使學(xué)生從較多的概念和方法中理清思路，把握課程主體框架。例如：在地質(zhì)構(gòu)造部分，閱讀和分析平面地質(zhì)圖是重點(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)。平面地質(zhì)圖的閱讀要求熟悉地層年代、產(chǎn)狀、褶皺、斷裂、地史等理論知識(shí)，同時(shí)需要結(jié)合具體工程分析不利條件及可能存在的問題。為此需要結(jié)合教學(xué)圖件，詳細(xì)分析褶皺、斷裂等存在的依據(jù)，并討論作為壩基或洞室的地質(zhì)條件可能存在的不良地質(zhì)問題。這樣學(xué)生才能較快掌握地質(zhì)圖的分析方法及工程應(yīng)用。
2. 理論聯(lián)系實(shí)際
工程地質(zhì)學(xué)的理論性較強(qiáng)，各種概念及分析方法較多。這些內(nèi)容均源于地質(zhì)作用和工程實(shí)踐，在講授課程時(shí)如只照本宣科，學(xué)生很難對(duì)一些抽象的概念及方法感興趣，這樣教與學(xué)的效果均較差。在教學(xué)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際將是提高教學(xué)效果、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最好手段。例如：在講授巖石和地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)容之后，學(xué)生對(duì)三大類巖石的特性及現(xiàn)場鑒別、具體的斷層和褶皺構(gòu)造的理解和分析仍是模糊的。筆者則以珞珈山為例，該地質(zhì)體即為學(xué)生大學(xué)生活的環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生探尋珞珈山的巖石類型，以及是否存在斷裂和褶皺。幾乎所有學(xué)生都對(duì)此感興趣，并樂于了解校園的地質(zhì)情況。由此對(duì)珞珈山地層巖性進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)上分析褶皺、逆斷層及平移斷層分布等。學(xué)生驚嘆常在身邊出露的巖石就是典型的石英砂巖，而校園內(nèi)的櫻花大道竟是一條逆斷層。通過這個(gè)實(shí)例很好地將基本地質(zhì)概念與周邊的實(shí)際環(huán)境聯(lián)系起來。
3. 傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)結(jié)合
水利工程地質(zhì)課程內(nèi)容較多、實(shí)踐性強(qiáng)，而且課時(shí)有限，因此要求將傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合，這樣可以很好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。重要的概念及分析方法以黑板演繹并詳細(xì)講解，使學(xué)生的注意力集中，有利于學(xué)生對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容的深入理解和掌握。例如：在介紹層狀巖層產(chǎn)狀時(shí)，宜采用教學(xué)圖件分步講解，使學(xué)生切實(shí)理解走向、傾向、傾角的真實(shí)含義及實(shí)際意義。在講解赤平投影原理時(shí)，則需按投影方法介紹點(diǎn)、線、面等的投影過程，使學(xué)生理解空間點(diǎn)、線、面與赤道平面投影的關(guān)系，這樣結(jié)構(gòu)面的空間產(chǎn)狀與赤平投影圖間的關(guān)系也就清楚了，后續(xù)運(yùn)用其分析邊坡穩(wěn)定性也就簡單易懂。水利工程地質(zhì)課程涉及許多地質(zhì)作用、地質(zhì)現(xiàn)象及工程實(shí)例。此時(shí)多媒體演示則顯示其優(yōu)勢(shì)，多媒體課件可提供大量信息，形象生動(dòng)地展現(xiàn)自然現(xiàn)象及復(fù)雜事物，其效果是口頭表達(dá)難以達(dá)到的，同時(shí)也可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，節(jié)省講解時(shí)間。課余時(shí)間鼓勵(lì)學(xué)生通過國內(nèi)外各種網(wǎng)絡(luò)資源（特別是高校工程地質(zhì)課教學(xué)資源）了解和學(xué)習(xí)相關(guān)工程地質(zhì)知識(shí)，也可以用即時(shí)通訊方式解答學(xué)生的不同問題，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源最大限度地開展教學(xué)互動(dòng)，讓學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)學(xué)好工程地質(zhì)課程。
（二）實(shí)踐教學(xué)改革
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是保證和檢驗(yàn)水利工程地質(zhì)課程教學(xué)效果和質(zhì)量的關(guān)鍵。要真正熟悉和掌握水利工程地質(zhì)的知識(shí)及方法，各種不同類型的實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)是必不可少的。以下從室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)現(xiàn)場教學(xué)及水利樞紐地質(zhì)實(shí)習(xí)3個(gè)環(huán)節(jié)來介紹實(shí)踐教學(xué)。
1.強(qiáng)化室內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
武漢大學(xué)水利水電學(xué)院較早建成工程地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室主要有各種礦物、三大類巖石、古生物化石、構(gòu)造模型、典型水利樞紐巖石、各種地質(zhì)圖件及影像資料。同時(shí)還配有偏光顯微鏡、gps 、電子羅盤、gis等設(shè)備和工具軟件。目前實(shí)驗(yàn)室可以滿足水利類專業(yè)本科教學(xué)要求。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要安排造巖礦物、巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖的認(rèn)識(shí)。同時(shí)還講授地質(zhì)圖閱讀、羅盤及gps使用等教學(xué)內(nèi)容。
以三大巖石的認(rèn)識(shí)為例，這對(duì)于學(xué)生來說是難點(diǎn)，僅通過課堂講解學(xué)生很難掌握巖石的特征和鑒別方法。在課堂講授造巖礦物及三大巖類后，需要進(jìn)行三大巖類認(rèn)識(shí)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：學(xué)生按5人一組進(jìn)行分組，每組學(xué)生提供三大類巖石標(biāo)本各一盒。教師先復(fù)習(xí)巖石的成因、礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及分類等，然后以3種典型巖石為例分析礦物及結(jié)構(gòu)特征，再分析其成因和類別。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生仔細(xì)觀察各種巖石標(biāo)本，由各組學(xué)生相互討論以尋找鑒定礦物和巖石的規(guī)律和技巧。對(duì)學(xué)生的具體問題教師現(xiàn)場答疑，對(duì)相似礦物的鑒別、結(jié)構(gòu)的理解等共性問題由教師總結(jié)分析。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)環(huán)節(jié)基本可以使學(xué)生掌握常見巖石特征和鑒別方法，對(duì)后續(xù)現(xiàn)場實(shí)習(xí)具有重要意義。
2. 重視校內(nèi)現(xiàn)場教學(xué)
武漢大學(xué)地處東湖之濱，校園內(nèi)有珞珈山和獅子山，存在不少良
好的地質(zhì)露頭、各類地質(zhì)構(gòu)造較豐富。為配合基本地質(zhì)理論知識(shí)講授，筆者充分利用武漢大學(xué)校園內(nèi)的珞珈山地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。該地區(qū)發(fā)育有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系等沉積巖，地層呈有規(guī)律的東西向條帶狀分布，呈現(xiàn)節(jié)理、斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造。武漢大學(xué)水利水電學(xué)院從20世紀(jì)50年代開始，在珞珈山地區(qū)安排校內(nèi)地質(zhì)現(xiàn)場教學(xué)，實(shí)習(xí)路線從北向南橫跨珞珈山，要求學(xué)生現(xiàn)場觀察珞珈山地區(qū)巖石巖性、產(chǎn)狀、風(fēng)化、卸荷、隱伏巖溶、地下水露頭、節(jié)理、斷層、褶皺等現(xiàn)象。通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，學(xué)生可以理解地層劃分及年代概念，熟悉產(chǎn)狀的概念及測量方法，節(jié)理、斷層及褶皺的鑒別和分析方法，最后獨(dú)立完成簡要的珞珈山地質(zhì)調(diào)查報(bào)告。通過該單元的校內(nèi)現(xiàn)場地質(zhì)教學(xué)，可以進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)概念和理論理解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。
3. 完善野外地質(zhì)實(shí)習(xí)
（1） 水利樞紐地質(zhì)實(shí)習(xí)目的與安排。工程地質(zhì)野外教學(xué)實(shí)習(xí)是課程教學(xué)實(shí)踐的最重要環(huán)節(jié)，目的在于鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)，使理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。通過對(duì)水利樞紐區(qū)地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水及外動(dòng)力地質(zhì)作用等的調(diào)查研究，使學(xué)生初步掌握野外地質(zhì)工作的一般方法，了解水利樞紐工程地質(zhì)條件及主要工程地質(zhì)問題，熟悉地質(zhì)報(bào)告編寫及地質(zhì)圖件繪制的方法。實(shí)習(xí)教學(xué)包括路線教學(xué)、專題調(diào)研、現(xiàn)場討論、內(nèi)業(yè)整理等環(huán)節(jié)。通過現(xiàn)場調(diào)查、專題問題討論、面試考查、實(shí)習(xí)報(bào)告編寫等過程，培養(yǎng)學(xué)生野外地質(zhì)工作能力和分析解決工程地質(zhì)問題的能力。 （2） 野外實(shí)習(xí)區(qū)域及路線的選擇。良好的實(shí)習(xí)區(qū)域與路線是滿足工程地質(zhì)野外實(shí)踐教學(xué)要求的基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)區(qū)域應(yīng)選擇巖石類型及地層較豐富，河流地貌及水文地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育良好，具備地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育和風(fēng)化、卸荷及邊坡變形等外動(dòng)力地質(zhì)作用發(fā)育的地帶。同時(shí)應(yīng)具備典型的水利樞紐工程以便進(jìn)行水利水電專業(yè)工程問題的分析討論。在此基礎(chǔ)上根據(jù)地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造、河流地貌與地下水、邊坡變形及穩(wěn)定性分析、水利樞紐地質(zhì)條件及工程問題等選擇4～5條典型路線作為教學(xué)單元。路線選擇注意地質(zhì)現(xiàn)象的典型性及易識(shí)別性等特點(diǎn)，同時(shí)注意地質(zhì)現(xiàn)象與工程實(shí)踐的密切聯(lián)系。
以武漢大學(xué)為例，從20世紀(jì)50年代開始，陸續(xù)建立了陸水實(shí)習(xí)基地、丹江口實(shí)習(xí)基地、韶山灌區(qū)實(shí)習(xí)基地等。2010年三峽工程建成后，又建立了湖北秭歸三峽庫區(qū)實(shí)習(xí)基地，選擇茅坪至鏈子崖（郭家壩）、高家溪、泗溪、副壩大壩及永船等線路進(jìn)行教學(xué)。三峽庫區(qū)具有大量典型意義的地質(zhì)露頭，同時(shí)能夠結(jié)合具體的水利工程建筑物（如大壩、副壩、高邊坡等）進(jìn)行工程地質(zhì)條件與問題的分析。主要路線地層出露及地質(zhì)構(gòu)造較為齊全，風(fēng)化、卸荷等動(dòng)力地質(zhì)作用和河流地質(zhì)作用，以及地下水、巖溶等地質(zhì)現(xiàn)象均有出露，能夠滿足水利類專業(yè)野外工程地質(zhì)實(shí)習(xí)的要求。
（3） 野外實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)及質(zhì)量控制。整個(gè)實(shí)習(xí)期間每個(gè)教學(xué)單元要求有明確的教學(xué)內(nèi)容。總體上要求完成：①典型剖面地層野外觀察和描述，包括巖性、接觸關(guān)系、產(chǎn)狀及測量、巖漿巖和沉積巖及變質(zhì)巖小構(gòu)造觀察、風(fēng)化作用、地形圖的使用等。②河流地貌及水文地質(zhì)調(diào)查，包括河流侵蝕、堆積，河床、河漫灘及階地觀察，河谷邊坡卸荷及變形，潛水露頭，巖溶水，巖溶地貌等。③邊坡變形及穩(wěn)定性分析，包括典型卸荷拉裂體、崩塌體、滑坡體的現(xiàn)場調(diào)查，變形及破壞特征，邊界條件，穩(wěn)定性影響因素及評(píng)價(jià)，變形破壞成因，工程防護(hù)及治理方案等。④水利樞紐教學(xué)單元，主要側(cè)重水利樞紐主要建筑物的組成及功能，大壩、副壩、高邊坡、水工隧洞等主要工程地質(zhì)問題分析。⑤資料整理及報(bào)告編寫，主要是對(duì)現(xiàn)場觀察的內(nèi)容進(jìn)行分析整理，按要求編寫實(shí)習(xí)報(bào)告。
野外地質(zhì)實(shí)習(xí)以小組為單位進(jìn)行，實(shí)習(xí)過程要求分工明確、團(tuán)結(jié)合作，現(xiàn)場特別強(qiáng)調(diào)紀(jì)律和安全。實(shí)習(xí)成績?cè)u(píng)定綜合考慮思想表現(xiàn)、組織紀(jì)律、操作技能、野外紀(jì)錄、面試討論及實(shí)習(xí)報(bào)告等。
（三） 英文教學(xué)探索
1. 工程地質(zhì)英文教學(xué)意義
英語教學(xué)或中英文雙語教學(xué)是目前本科教學(xué)改革的重要內(nèi)容。基于高等學(xué)校培養(yǎng)具有國際視野和國際競爭力、面向未來的新型高素質(zhì)人才的要求，高校對(duì)主要課程實(shí)行英文教學(xué)十分必要[6]。隨著中國基礎(chǔ)建設(shè)及能源等領(lǐng)域大規(guī)模工程的開展，在相應(yīng)學(xué)科進(jìn)行學(xué)術(shù)和業(yè)務(wù)交流已是基本要求。水利行業(yè)早已走出國門，承接或合作國際科研和工程項(xiàng)目。這就
求學(xué)生不僅有較高專業(yè)造詣，而且需要具備較好的英文文獻(xiàn)閱讀能力、語言表達(dá)和交流能力。
2. 工程地質(zhì)課程英文教學(xué)實(shí)施
（1） 選定英文教材。工程地質(zhì)英語教學(xué)，首先應(yīng)選擇合適的英文原版教材。國外出版的工程地質(zhì)書籍較多，但適合國內(nèi)水利專業(yè)使用的工程地質(zhì)英文教材較少。這主要是國外很少有專門針對(duì)水利類的工程地質(zhì)教材，多數(shù)教材是針對(duì)工程地質(zhì)專業(yè)編寫的?？紤]到初學(xué)及課時(shí)情況，筆者建議采用tony waltham編著的《foundations of engineering geology》 （third edition）[7]，這本教材包括巖石、地質(zhì)構(gòu)造、物理地質(zhì)作用、地下水、巖土力學(xué)特性、邊坡、隧洞及采空區(qū)等，內(nèi)容簡潔，通俗易懂。其次，推薦f. g. bell編著的《engineering geology》（second edition）[8]作為主要參考書。這本教材內(nèi)容較全面，包括巖石、地質(zhì)構(gòu)造、物理地質(zhì)作用、地下水、巖土工程特性、地質(zhì)勘查及洞室、邊坡、壩基等內(nèi)容。在工程地質(zhì)英文教學(xué)過程，建議學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)資源，國外知名大學(xué)有不少工程地質(zhì)課程資料[9]可供參考，同時(shí)從《engineering geology》和《rock mechanics and rock engineering》等國際學(xué)術(shù)刊物學(xué)習(xí)有關(guān)論文及知識(shí)。由于專業(yè)需要，學(xué)生還需使用中文版的水利工程地質(zhì)教材作為對(duì)照讀物。
（2） 英文課件及教學(xué)。英語課堂教學(xué)主要采用多媒體方式，可提高講授速度和效率。在制作英文教學(xué)ppt時(shí)，應(yīng)盡量簡潔明了、圖文結(jié)合，英文一定要規(guī)范。對(duì)一些專業(yè)性強(qiáng)的知識(shí)（如專業(yè)術(shù)語）可適當(dāng)加中文注釋。授課語言主要為英語，對(duì)不易理解的內(nèi)容可用中文解釋。為了保證教學(xué)效率，要求學(xué)生課前進(jìn)行適當(dāng)預(yù)習(xí)。課堂上采取師生互動(dòng)形式，提高學(xué)生英語表達(dá)能力。平時(shí)作業(yè)、小測驗(yàn)及期末考核均要求采用英文進(jìn)行。授課教師自身英文必須熟練，首先是專業(yè)概念及術(shù)語的準(zhǔn)確表達(dá)，其次是發(fā)音的準(zhǔn)確。
（四） 課程考核方式
為更好開展工程地質(zhì)教學(xué)工作，其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)是課程考核。課程考核目的是考察學(xué)生掌握知識(shí)的情況及分析問題的能力，科學(xué)有效的考核方式可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和能動(dòng)性，從而提高教學(xué)效果和質(zhì)量。目前水利工程地質(zhì)課程包括室內(nèi)教學(xué)和野外實(shí)習(xí)兩個(gè)部分，一般是獨(dú)立考核。其中室內(nèi)教學(xué)部分主要考察地質(zhì)基本知識(shí)及水利工程相關(guān)巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法的掌握情況，成績主要由平時(shí)作業(yè)、課堂小測驗(yàn)、專題討論及期末閉卷考試組成，要求學(xué)生以掌握地質(zhì)知識(shí)和工程問題分析方法為主，鼓勵(lì)平時(shí)交流討論，避免考試突擊的學(xué)習(xí)方式。野外實(shí)習(xí)考核主要考察學(xué)生基本技能的掌握情況，側(cè)重考核問題的分析理解能力，從現(xiàn)場主動(dòng)性、操作技能、綜合分析、面試討論、實(shí)習(xí)報(bào)告及組織紀(jì)律等方面綜合評(píng)定。
文章總結(jié)筆者多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及課程改革探索供高校同行參考，以期在提高水利工程地質(zhì)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面發(fā)揮積極作用。
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research and reform exploration on teaching methods of engineering
geology for water conservancy specialty
rong guan， zhou chuangbing， chen yifeng
（school of water resources and hydropower， wuhan uni
iversity， wuhan 430072， p. r. china）
0.引言
我國是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害十分頻繁的國家，尤其是我國西南地區(qū)，不僅地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量多，而且災(zāi)種全。其中崩塌、滑坡、泥石流等淺層表生地質(zhì)災(zāi)害異常突出，分布有大量的由滑坡堆積、崩塌堆積、殘積層、冰潰堆積、坡積物等組成的松散堆積體斜坡[1]。與此同時(shí)，西南地區(qū)一系列大型乃至巨型正在建設(shè)或規(guī)劃中的水電站相繼開工建設(shè)，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境和大規(guī)模工程活動(dòng)、水庫蓄水及暴雨等復(fù)雜條件下，可能會(huì)有大量的水庫庫岸堆積體邊坡發(fā)生變形甚至失穩(wěn)破壞。
水庫庫岸堆積體邊坡失穩(wěn)的代價(jià)是巨大的。斜坡或邊坡作為一種人類不可回避的地學(xué)環(huán)境與工程形式，總是伴隨著人類的工程活動(dòng)，人類為了安全始終關(guān)注著邊坡的穩(wěn)定性。一百多年來，人們對(duì)邊坡變形過程、失穩(wěn)形式、失穩(wěn)機(jī)制、穩(wěn)定評(píng)價(jià)及滑坡預(yù)測預(yù)報(bào)等進(jìn)行了廣泛的研究，借助數(shù)學(xué)、力學(xué)和計(jì)算科學(xué)理論與方法，試圖對(duì)邊坡的穩(wěn)定、演化及滑坡的預(yù)測預(yù)報(bào)進(jìn)行研究，并應(yīng)用到工程實(shí)踐中。
1.土坡穩(wěn)定性分析理論研究現(xiàn)狀
1.1邊坡穩(wěn)定性分析現(xiàn)狀
邊坡失穩(wěn)作為普遍存在的工程問題受到國內(nèi)外學(xué)者的重視。對(duì)此課題的研究，國內(nèi)外都經(jīng)歷了從實(shí)踐積累到理論歸納，再實(shí)踐，再歸納，并逐步總結(jié)提高的過程。十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，隨著發(fā)達(dá)國家的大規(guī)模土木工程建設(shè)，大量邊坡工程問題、特別是滑坡問題隨之產(chǎn)生，并造成了很大損失，人們開始應(yīng)用材料力學(xué)和近代土力學(xué)的理論對(duì)邊坡問題進(jìn)行半經(jīng)驗(yàn)、半理論的研究。上世紀(jì)五十年代，我國學(xué)者引進(jìn)了前蘇聯(lián)的工程地質(zhì)分析的體系，繼承和發(fā)展了地質(zhì)歷史分析法，著重研究邊坡的工程地質(zhì)背景和邊坡類型的劃分，以此進(jìn)行邊坡的工程地質(zhì)類比分析，在滑坡的分析和研究中取得了一定的成果。
1.2邊坡穩(wěn)定研究方法現(xiàn)狀
研究邊坡穩(wěn)定的方法主要有：“地質(zhì)歷史分析”方法、極限平衡法、概率分析法、極限分析法、數(shù)值計(jì)算分析方法、物理模擬法、非線性方法等。現(xiàn)將主要邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法列述如下：
（1）“地質(zhì)歷史分析”方法：五十年代，我國許多工程地質(zhì)工作者在滑坡研究中采用了蘇聯(lián)的“地質(zhì)歷史分析”方法[4]，但該方法偏重于定性描述和分析。
（2）極限平衡法：極限平衡法是一種定量方法，也是工程中使用最多、最成熟的方法，其理論基礎(chǔ)為極限平衡理論。它通過分析在臨界破壞狀態(tài)下，土體外力與內(nèi)部強(qiáng)度所提供的抗力之間的平衡計(jì)算土體在自身和外荷作用下的穩(wěn)定程度。同時(shí)，根據(jù)假設(shè)不同而形成不同方法，具有不同的適用范圍。
（3）極限分析法：巖土工程極限分析是典型的塑性極限分析問題。塑性極限分析對(duì)象包括塑性區(qū)Gussmnna.P提出了運(yùn)動(dòng)單元法，以莫爾一庫侖巖土介質(zhì)為研究對(duì)象，采用離散技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)值手段，通過運(yùn)動(dòng)分析、靜力分析和求多變量目標(biāo)函數(shù)值的優(yōu)化分析，有效地分析了地基極限承載、擋土墻極限土壓力及斜坡穩(wěn)定性問題。
（4）數(shù)值計(jì)算分析方法：數(shù)值計(jì)算方法上，隨著計(jì)算機(jī)的普及和發(fā)展，出現(xiàn)了一批以彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)為基礎(chǔ)的數(shù)值計(jì)算方法：FDM（有限差分法）、FEM（有限單元法）、DEM（離散單元法）、DDA（不連續(xù)變形分析）、FLAC（快速拉格朗日插值）、NNM（流形元方法）等。
（5）非確定性分析方法：該方法的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)是工程地質(zhì)類比法、滑坡靜態(tài)規(guī)律的認(rèn)識(shí)以及預(yù)測科學(xué)的一般原理。隨著概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、信息理論、模糊數(shù)學(xué)等方法用于滑坡預(yù)測，目前已形成了多種預(yù)測模型。其預(yù)測成果可相互對(duì)比、檢驗(yàn)，使預(yù)測成果更具合理性、科學(xué)性。目前常用的非確定性定量分析方法主要有以下幾種[7]：①經(jīng)驗(yàn)方法；②數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法；③信息模型法；④模糊數(shù)學(xué)評(píng)判法；⑤灰色系統(tǒng)方法；⑥模式識(shí)別方法；⑦非線性模型預(yù)測法；⑧人工智能法。
其中，數(shù)值計(jì)算分析方法又可以分為如下幾種：
①有限單元法（FEM）：該方法是目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)值分析方法。它能夠考慮滑坡體的非均質(zhì)性、不連續(xù)性等特征，考慮巖體的應(yīng)力應(yīng)變特征，避免將坡體視為剛體，能夠切實(shí)地以應(yīng)力、應(yīng)變?yōu)樽兞糠治鲞吰碌淖冃纹茐臋C(jī)制，對(duì)了解滑坡的應(yīng)力分布、應(yīng)變發(fā)展很有利。其不足之處是：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作量大，而且原始數(shù)據(jù)易出錯(cuò)，不能保證整個(gè)區(qū)域內(nèi)某些物理量的連續(xù)性；對(duì)解決無限性問題、應(yīng)力集中等問題精度較差。
②邊界單元法（BEM）：該方法只需對(duì)已知區(qū)域的邊界進(jìn)行極限離散化，具有輸入數(shù)據(jù)少的特點(diǎn)。其計(jì)算精度較高，在處理無限域方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。其不足之處為：一般邊界元法得到的線性方程組的關(guān)系矩陣是滿的不對(duì)稱矩陣，不能采用有限元中成熟的求解稀疏對(duì)稱矩陣的解法。另外，邊界元法在處理材料的非線性嚴(yán)重不均勻的滑坡問題方面，遠(yuǎn)不如有限元法。
③快速拉格朗日分析法（FLAC）：為了克服有限元等數(shù)值分析法不能求解巖土大變形問題的缺陷，人們根據(jù)顯式有限差分原理，提出了FLAC數(shù)值分析方法。該方法較有限元方法能更好地考慮巖土體的不連續(xù)性和大變形特征，求解速度較快。其缺點(diǎn)是同有限單元法一樣，計(jì)算邊界單元網(wǎng)格的劃分帶有很大的隨意性。
④離散單元法（DEM）：該方法可以直接反映巖體變化的應(yīng)力場、位移場以及速度場等各個(gè)參量的變化，也可以模擬邊坡失穩(wěn)的全過程。另外，該方法特別適合塊裂介質(zhì)的大變形及破壞問題的分析，但所需計(jì)算時(shí)步非常小，阻尼系數(shù)也難以確定。
⑤塊體理論（BT）：該方法是以構(gòu)造地質(zhì)和簡單的力學(xué)平衡計(jì)算為基礎(chǔ)，利用拓樸學(xué)和群論提出的一種評(píng)價(jià)三維不連續(xù)巖體穩(wěn)定性的方法。隨著關(guān)鍵塊體類型的確定，塊體理論能夠找出具有潛在危險(xiǎn)的關(guān)鍵塊體的臨空面位置及分布。
除以上幾種方法外，近幾年還出現(xiàn)了如無界元（IDEM），不連續(xù)變形分析（DDA）等方法。此外，由于工程實(shí)踐的需要，出現(xiàn)了多種數(shù)值方法的算法，使滑坡穩(wěn)定分析數(shù)值方法化的趨勢(shì)更加明顯。但數(shù)值分析方法也存在著不足：由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性及認(rèn)識(shí)的局限性，往往使計(jì)由于計(jì)算參數(shù)的選取是以某種簡化為基礎(chǔ)的，與實(shí)際存在一定誤差，繼而影響了計(jì)算結(jié)果的精度[5，6，7，8，9，10]。
1.3邊坡參數(shù)選取研究現(xiàn)狀
邊坡的靜力穩(wěn)定研究中，計(jì)算采用參數(shù)的準(zhǔn)確程度會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定的評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生重大的影響，因此，本節(jié)對(duì)邊坡物理力學(xué)參數(shù)選取的研究現(xiàn)狀進(jìn)行論述。
當(dāng)前國內(nèi)外巖體力學(xué)參數(shù)選取研究的總趨勢(shì)是有經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)、精度較低的數(shù)值計(jì)算方法向考慮多種因素影響，計(jì)算過程復(fù)雜、精度較高代表性較強(qiáng)的數(shù)值中計(jì)算分析法發(fā)展。尤其是計(jì)算機(jī)的使用，使這一領(lǐng)域的研究加快。巖體力學(xué)參數(shù)選取常用的方法有點(diǎn)群中心法、優(yōu)定斜率法、最小二乘法、隨機(jī)一模糊法等。點(diǎn)群中心法由于人為因素影響過多，目前已不常采用，國內(nèi)對(duì)于巖體力學(xué)參數(shù)的研究主要是從巖體力學(xué)參數(shù)本身所包含的隨機(jī)性和模糊性出發(fā)，應(yīng)用隨機(jī)理論和模糊數(shù)學(xué)的方法，對(duì)試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以獲得更為逼近巖體力學(xué)實(shí)際參數(shù)的“真值”[11]。
1.3.1水庫庫岸堆積體邊坡塌岸范圍預(yù)測方法研究現(xiàn)狀
水庫蓄水運(yùn)行過程中，庫岸所處的地質(zhì)環(huán)境將發(fā)生改變，自然平衡條件遭到破壞，引起岸坡變形失穩(wěn)，庫岸線也逐漸后退，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)為止，這一過程稱為庫岸再造。庫岸再造是一個(gè)十分復(fù)雜的動(dòng)力地質(zhì)過程，受岸坡物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征、形態(tài)及水流等多因素控制，塌岸過程復(fù)雜，尚無法精確地通過數(shù)學(xué)計(jì)算式來表達(dá)。
1.3.2地震作用下邊坡穩(wěn)定性分析研究現(xiàn)狀
地震邊坡穩(wěn)定性研究是邊坡穩(wěn)定性研究的重要方面，是巖土工程和地震工程中關(guān)心的重要問題之一。劉紅帥等認(rèn)為，從地震作用下是否考慮邊坡巖體參數(shù)的不確定性的觀點(diǎn)來看，巖土邊坡地震穩(wěn)定分析方法可分為確定性方法和概率分析方法兩大類；從邊坡穩(wěn)定性計(jì)算中對(duì)地震動(dòng)作用的不同處理方式來看，巖土邊坡地震穩(wěn)定性分析方法宜分為擬靜力法、滑塊分析法、數(shù)值模擬法和試驗(yàn)法四大類[5，10，12-18]。
2.結(jié)束語
目前，我國的大部分已建、正在興建和規(guī)劃中的水利水電工程都在該地區(qū)。水利工程中庫岸邊坡的滑動(dòng)范圍和穩(wěn)定性問題是大壩安全、社會(huì)效益和水利工程經(jīng)濟(jì)效益考慮的重要因素之一。同時(shí)，西南地區(qū)地殼活動(dòng)頻繁，地震震級(jí)高、強(qiáng)度大，大量庫岸邊坡都是重力崩塌堆積體。西南堆積體邊坡，考慮地震作用下修正塌岸預(yù)測方法中圖解法，并將其用于預(yù)測邊坡滑動(dòng)范圍；與實(shí)際情況對(duì)比進(jìn)行反分析，藉此評(píng)價(jià)堆積體邊坡震后滑動(dòng)范圍圖解法反分析在工程上的適用性。
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1.引言
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特點(diǎn)。因水工建筑物的建成,而使廣大范圍內(nèi)的水文和水文地質(zhì)條件發(fā)生變化。這種變化就可能引起水庫岸坡再造、水庫滲漏、水庫淤積和壩下游河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設(shè)計(jì)、施工全過程,否則,后果極其嚴(yán)重。在壩址選擇時(shí)除了考慮主體建筑物攔水壩的地質(zhì)條件外,還應(yīng)研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建筑物的地質(zhì)條件,為規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工提供可靠依據(jù)。
2.壩址選取的工程地質(zhì)勘察
在自然界中,地質(zhì)條件完美的壩址很少,尤其是大型的水利樞紐,對(duì)地質(zhì)條件的要求很高,更不能完全滿足建筑物的要求。所謂“最優(yōu)方案”是比較而言的,最優(yōu)壩址在地質(zhì)上也會(huì)存在缺陷。所以在壩址選擇時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮不同方案,并采取改善不良地質(zhì)條件的處理措施。因此,地質(zhì)條件較差,預(yù)計(jì)處理困難,投資高昂的方案,應(yīng)首先被否定。壩址選擇時(shí),工程地質(zhì)論證的主要內(nèi)容包括區(qū)域穩(wěn)定性、地形地貌、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)作用以及建筑材料等,還要預(yù)計(jì)到可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)問題和處理這些問題的難易程度,工作量大小等,下面分別論述。
2.1 區(qū)域穩(wěn)定性
區(qū)域穩(wěn)定性問題的研究在水利水電建設(shè)中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發(fā)的河段,對(duì)區(qū)域地殼穩(wěn)定性和區(qū)域場地穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究是一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。特別是地震的影響直接關(guān)系著壩址和壩型的選擇,一般情況下,地震烈度由地震部門提供,但對(duì)于重大的水利樞紐工程要進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析和地震安全性評(píng)價(jià)。因此,對(duì)于大型水電工程,在可行性研究階段,應(yīng)組織專門力量解決區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。
2.2 地形地貌
地形地貌條件是確定壩型的主要依據(jù)之一,同時(shí),它對(duì)工程布置和施工條件有制約作用。狹窄、完整的基巖“V”型谷適合修建拱壩,寬高比大于2的“U”型基巖河谷區(qū)宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬敞河谷地區(qū)巖石風(fēng)化較深或有較厚的松散沉積層,一般適于修建土壩。不同地貌單元,其巖性、結(jié)構(gòu)有其自身的特點(diǎn),如河谷開闊地段,其階地發(fā)育,二元結(jié)構(gòu)和多元結(jié)構(gòu)往往存在滲漏和滲透變形問題。古河道往往控制著滲漏途徑和滲漏量等。因此,在壩址比選時(shí)要充分考慮地形、地貌條件。
2.3 巖土性質(zhì)
巖土性質(zhì)對(duì)建筑物的穩(wěn)定來說十分重要,對(duì)壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時(shí),首先要考慮巖土性質(zhì)。修建高壩,特別是混凝土壩,應(yīng)選擇堅(jiān)硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強(qiáng)的巖石作為壩址。我國已建和正在施工的70余座高壩中,有半數(shù)建于強(qiáng)度較高的巖漿巖地基上,其余的絕大多數(shù)建于片麻巖、石英巖和砂巖上,而建于可溶性碳酸鹽巖、強(qiáng)度低易變形的頁巖、千枚巖上的極少。通過結(jié)合工程實(shí)踐,根據(jù)不同成因類型巖土的建壩適宜性及其主要問題作簡要概述。
(1)侵入的塊狀結(jié)晶巖體,一般致密堅(jiān)硬、均一、完整、強(qiáng)度大、抗水性強(qiáng)、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗巖類為最佳。這類巖石需注意它們與圍巖以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節(jié)理,風(fēng)化殼和風(fēng)化夾層的分布,選壩時(shí)避開這些不利因素。
(2)噴出巖類強(qiáng)度較高、抗水性強(qiáng),也是較理想的壩基。我國東南沿海、華北和東北有不少大壩坐落在這類巖石上。噴出巖的噴發(fā)間斷面往往是弱面,存在風(fēng)化夾層、夾泥層及松散的砂礫石層,還有凝灰?guī)r的泥化和軟化等,對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定性的影響不可忽視。此外,玄武巖中的柱狀節(jié)理,透水性很強(qiáng),在選壩時(shí)也須注意研究。例如:桑干河干流上的山西省冊(cè)田水庫大壩壩基為新生代的玄武巖,柱狀節(jié)理極發(fā)育,壩基及繞壩滲漏嚴(yán)重,影響著水庫效益。
(3)深變質(zhì)的片麻巖、變粒巖、混合巖、石英巖等,強(qiáng)度高、抗水性強(qiáng)、滲透性差,也是較理想的壩基。但是在這類巖體中選壩址,必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層的存在,選壩時(shí),應(yīng)避開軟弱礦物富集的片巖(如云母片巖、石墨片巖、綠泥石片巖、滑石片巖)。在淺變質(zhì)巖的板巖、千枚巖區(qū),應(yīng)特別注意巖石的軟化和泥化問題。
(4)沉積巖中,以厚層的砂巖和碳酸鹽巖為較好的壩基。這類巖石壩基較巖漿巖、變質(zhì)巖的條件復(fù)雜。這是因?yàn)樵诤駥佑矌r層中常夾有軟弱巖層,這些夾層力學(xué)強(qiáng)度低,抗水能力差,易構(gòu)成滑移控制面。碎屑巖類如礫巖、砂巖等,強(qiáng)度與膠結(jié)物類型有關(guān),一些膠結(jié)物在水的作用下可能產(chǎn)生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構(gòu)造變動(dòng)下往往發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng),經(jīng)過次生作用易于發(fā)生泥化。在壩址比選時(shí)必須十分注意這一問題。此外,碳酸鹽巖的巖溶洞穴和裂隙的發(fā)育,可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的滲漏。
另外,在壩址比選中,河床松散覆蓋層具有重要意義。修建高混凝土壩,壩體必須座落在基巖之上,若河床覆蓋層過厚,就會(huì)增加壩基的開挖工程量,使施工條件復(fù)雜化。所以當(dāng)其他條件大致相同時(shí),應(yīng)將壩址選擇在覆蓋層較薄的地段。有的河段因覆蓋層過厚,只得采用土石壩型。比選松散土體壩基的壩址時(shí),須研究滲漏、滲透變形和振動(dòng)液化等問題,而且應(yīng)避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
2.4 地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造在壩址選擇中同樣占有重要地位,對(duì)變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強(qiáng)烈活動(dòng)或活動(dòng)性斷裂發(fā)育的地區(qū),選壩時(shí)應(yīng)盡量避開或遠(yuǎn)離活斷層,而位于區(qū)域穩(wěn)定條件相對(duì)較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時(shí),應(yīng)進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)研究,查明區(qū)域構(gòu)造格局,尤其要查明目前仍持續(xù)活動(dòng)或可能活動(dòng)斷裂的分布、類型、規(guī)模和錯(cuò)動(dòng)速率,并預(yù)測發(fā)生水庫誘發(fā)地震的可能及震級(jí)。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯(cuò)開或致垮壩。地質(zhì)構(gòu)造也經(jīng)?？刂茐位?、壩肩巖體的穩(wěn)定。在層狀巖體分布地區(qū),傾向上游或下游的緩傾巖層中存在層間錯(cuò)動(dòng)帶時(shí),在后期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構(gòu)造結(jié)構(gòu)面切割的話,對(duì)壩基抗滑穩(wěn)定極為不利,在選壩時(shí)應(yīng)特別注意。因?yàn)榫弮A巖層的構(gòu)造變動(dòng)一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉(zhuǎn)巖層,由于構(gòu)造形變強(qiáng)烈,巖石完整性受到強(qiáng)烈破壞,在選壩時(shí)更要特別注意查清壩基內(nèi)緩傾角的壓性斷裂。總之,要盡可能選擇巖體完整性較好的構(gòu)造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強(qiáng)烈發(fā)育的地段。
2.5 水文地質(zhì)條件
在以滲漏問題為主的巖溶區(qū)和深厚河床覆蓋層上選壩時(shí),水文地質(zhì)條件應(yīng)作為主要考慮的因素。從防滲角度出發(fā),巖溶區(qū)的壩址應(yīng)盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾巖層傾向上游的河段上。同時(shí)還要考慮水庫有否嚴(yán)重的滲漏問題,庫區(qū)最好是強(qiáng)透水層底部有隔水巖層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當(dāng)巖溶區(qū)無隔水層可以利用的情況下,壩址應(yīng)盡可能選在弱巖溶化地段。這就要求仔細(xì)分析研究巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件。
2.6 物理地質(zhì)作用
影響地址選擇的物理地質(zhì)作用較多,諸如巖石風(fēng)化、巖溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫失事實(shí)例來看,滑坡對(duì)選擇壩址的影響較大。在河谷狹窄的河段上建壩可節(jié)省工程量和投資,所以選擇壩址時(shí)總希望找最窄的峽谷段。但是,峽谷地段往往存在岸坡穩(wěn)定問題,一定要慎重研究。如法國羅曼什河上游一壩址,地形上系狹窄河段,河谷左岸由花崗巖和三疊紀(jì)砂巖及石灰?guī)r構(gòu)成。右岸是里亞斯頁巖,表面上看來巖體較完整,后經(jīng)鉆探發(fā)現(xiàn)頁巖下面為古河床相的砂礫石層,表明了頁巖是古滑坡體物質(zhì),滑坡作用將河槽向左岸推移了70m。因而只得放棄該壩址而另選新址。
2.7 天然建筑材料
天然建筑材料也是壩址選擇的一個(gè)重要因素。壩體施工常常需要當(dāng)?shù)夭牧?壩址附近是否有質(zhì)量合乎要求,儲(chǔ)量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應(yīng)考慮的。天然建筑材料的種類、數(shù)量、質(zhì)量及開采條件及運(yùn)輸條件對(duì)工程的質(zhì)量、投資影響很大,在選擇壩址時(shí)應(yīng)進(jìn)行勘察。
3.結(jié)語
從實(shí)踐表明,選擇壩址是水利水電建設(shè)中一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的工作,它直接關(guān)系到水工建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用。工程地質(zhì)條件在選壩中占有極其重要的地位,選擇一個(gè)地質(zhì)條件優(yōu)良的壩址,并據(jù)此合理配置水利樞紐的各個(gè)建筑物,以便充分利用有利的地質(zhì)因素、避開或改造不利的地質(zhì)因素。
中圖分類號(hào)： TV212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一．前言
邊坡在礦山開采、交通運(yùn)輸、水利和國防等建設(shè)工程中十分常見，其穩(wěn)定性對(duì)這些工程有著重要的影響。由于自然作用力和人類社會(huì)活動(dòng)的影響，邊坡發(fā)生失穩(wěn)的事故時(shí)有發(fā)生，給國家和人民帶來了巨大的損失，反之，邊坡的合理設(shè)計(jì)支護(hù)又將給人們帶來顯著的效益。因此，邊坡的穩(wěn)定及其合理的開挖支護(hù)，己引起了人們極大的關(guān)注，國家和地方己經(jīng)投入了很大的人力、物力和財(cái)力來進(jìn)行這方面的研究。邊坡工程所涉及的領(lǐng)域極其廣泛，它和經(jīng)濟(jì)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、地質(zhì)、儀器測試、材料和結(jié)構(gòu)等學(xué)科有著密切的聯(lián)系，這些學(xué)科的發(fā)展將對(duì)其穩(wěn)定性研究起到促進(jìn)作用。在目前的水利工程建設(shè)過程中，由于受到各種地質(zhì)條件的影響，使在建設(shè)水利工程的過程中遇到一些施工難題。其中邊坡工程的穩(wěn)定性就是重要的一個(gè)難題。因?yàn)樗鼤?huì)直接影響到建成后的水利工程的運(yùn)行狀況，因此建筑施工過程中對(duì)邊坡開挖技術(shù)控制的要求極高。
二．水利水電施工過程中邊坡開挖前的準(zhǔn)備
水利水電施工過程中邊坡開挖技術(shù)控制的主要目的就是查明工程建設(shè)區(qū)內(nèi)的邊坡工程地質(zhì)條件，并對(duì)其進(jìn)行分析。同時(shí)還要分析有可能對(duì)邊坡的穩(wěn)定性運(yùn)行產(chǎn)生影響的因素，做到在評(píng)價(jià)邊坡目前的地質(zhì)狀況的基礎(chǔ)上，還應(yīng)分析預(yù)測邊坡地質(zhì)有可能發(fā)生的變化，從而為水利工程的邊坡設(shè)計(jì)和施工提供強(qiáng)有力的地質(zhì)依據(jù)，保證水利工程建設(shè)的開展和建后工程的運(yùn)行安全。對(duì)水利邊坡工程高邊坡開挖技術(shù)來說，開挖前應(yīng)做到：
1、對(duì)水利工程中組成邊坡的巖性、軟弱夾層的分布、性狀和成因進(jìn)行勘察。
2、對(duì)水利工程所涉及到的溝、谷進(jìn)行地質(zhì)形態(tài)、對(duì)稱情況、切割深度等方面的調(diào)查，勘察水利工程的自然邊坡的高度、坡度和坡形。
3、對(duì)水利工程中邊坡工程所在的區(qū)域進(jìn)行水文、氣象的高邊坡開挖技術(shù)，勘察邊坡工程所涉及到的地下水的類型及補(bǔ)排情況，同時(shí)對(duì)邊坡工程中的巖體滲透性和水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行高邊坡開挖技術(shù)與分析。
4、做好危險(xiǎn)源辨識(shí)及應(yīng)對(duì)措施。
5、明確切實(shí)可行的施工方法和工藝，投入滿足施工要求的設(shè)備和機(jī)械。
6、對(duì)水利工程中邊坡工程的巖體進(jìn)行物理力學(xué)特性的測試，研究物理力學(xué)特性對(duì)邊坡穩(wěn)定性運(yùn)行的影響情況。
7、對(duì)水利工程中邊坡的巖體裂隙的分布及特征進(jìn)行勘察分析，并勘察邊坡工程中，巖層的風(fēng)化與風(fēng)化帶的情況。
8、對(duì)機(jī)械傷害、爆破傷害、坍塌和滑坡要有足夠的預(yù)防措施。
9、對(duì)水利工程中，影響邊坡工程穩(wěn)定性的巖層結(jié)構(gòu)分布、性狀、產(chǎn)狀進(jìn)行勘察，并進(jìn)行必要的計(jì)算，同時(shí)還應(yīng)對(duì)各巖層的組合情況進(jìn)行分析，預(yù)測邊坡工程有可能存在的不穩(wěn)定因素。
三．邊坡開挖和支護(hù)的施工程序
1、邊坡開挖的施工程序
使用由上而下分層的方式進(jìn)行邊坡開挖，在開挖每一層的過程中，沿上、下游的方向分成了三個(gè)施工區(qū)，每個(gè)施工區(qū)都是由外向里分塊推進(jìn)，每塊的面積約為30m x20m，每個(gè)區(qū)塊都是根據(jù)開挖施工工序進(jìn)行平行流水作業(yè)。
2、邊坡支護(hù)的施工程序
隨邊坡下挖由上自下分層進(jìn)行支護(hù)施工，緊跟著開挖工作面進(jìn)行淺層支護(hù)，相對(duì)淺層支護(hù)，深層支護(hù)滯后一級(jí)馬道。施工程序是：噴混凝土，錨桿束，排水孔，錨索。
四．水利水電工程中邊坡支護(hù)施工的技術(shù)
1、深層支護(hù)
使用導(dǎo)向儀對(duì)錨素鉆孔進(jìn)行斜度控制，及時(shí)糾偏和測斜，使用輕型錨固鉆機(jī)如XYZ-90或全液壓錨固鉆機(jī)等對(duì)錨索鉆孔。使用灌漿對(duì)地質(zhì)條件比較差的地方進(jìn)行固壁。待編錨平臺(tái)編制成束后把鋼絞線綁扎牢固，而且和鋼管導(dǎo)向帽的連接要穩(wěn)固。下錨在探測錨索孔孔道合格后進(jìn)行，要防止在下錨過程中整體扭轉(zhuǎn)錨索體或使錨索體受到損壞，使用3SNS高壓灌漿泵進(jìn)行灌漿，使用溜槽入倉錨墩混凝土，待錨墩混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行錨索張拉，油表采用YDC50-200型千斤頂對(duì)單根鋼絞線進(jìn)行對(duì)稱循環(huán)張拉，根據(jù)設(shè)計(jì)值的90％控制初期張拉力，按照錨索的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定是否需要補(bǔ)償張拉，錨素封錨最后進(jìn)行。
2、淺層支護(hù)
邊坡淺層支護(hù)的項(xiàng)目主要包括排水孔、錨桿束及噴混凝土等。
（一）使用XZ-30型鉆機(jī)或QZJ100D(100B)潛孔鉆機(jī)在邊坡排架上進(jìn)行排水孔鉆孔，完成鉆設(shè)后，及時(shí)進(jìn)行清孔和安裝。待鉆孔到富水層后安裝濾管。
(二)使用XZ-30鉆機(jī)或全液壓鉆機(jī)進(jìn)行錨桿束鉆孔。采用開挖形成的施工平臺(tái)進(jìn)行全液壓鉆機(jī)造孔施工，可以高效、快速的進(jìn)行鉆孔施工。待完成排架搭設(shè)后，采用XZ-30鉆機(jī)對(duì)邊坡上部的孔位進(jìn)行造孔。安裝錨桿束的施工：使用后插桿先注漿的方式對(duì)巖層較完整的部位進(jìn)行施工；使用后注漿先插桿的方式對(duì)巖層易塌孔、較破碎的部位進(jìn)行施工。
（三）使用干噴法噴混凝土，通過滑道系統(tǒng)把水泥和骨料運(yùn)到工作面。受噴面和混凝土噴射機(jī)的噴嘴要垂直，而且噴嘴要稍微偏向噴射的地方，且傾斜角不可大于l0度。
五．邊坡開挖后的穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)
邊坡工程的穩(wěn)定性對(duì)水利工程來說至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊懙浇ǔ珊蟮乃こ痰氖褂们闆r，因此對(duì)水利工程中高邊坡工程的穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)是非常有必要的。
1、對(duì)水利高邊坡工程穩(wěn)定性分析，主要包括幾個(gè)方面：
（一）分析水利高邊坡工程巖土體結(jié)構(gòu)、性狀等，從而明確邊坡工程有可能出現(xiàn)的變形模式與邊界條件。
（二）分析水利高邊坡工程穩(wěn)定性的影響因素，主要包括環(huán)境因素和工程因素，從而分析判斷邊坡工程可能的破壞模式及邊界條件。
（三）分析水利高邊坡工程選擇巖體的物理力學(xué)特性，選擇適當(dāng)?shù)胤治龇椒?，真?shí)的分析計(jì)算出邊坡工程地質(zhì)中各巖體的物理力學(xué)參數(shù)。
（四）分析水利高邊坡工程潛在的不穩(wěn)定因素，根據(jù)綜合評(píng)價(jià)，對(duì)高邊坡工程的地質(zhì)破壞提出治理措施。
2、對(duì)水利高邊坡工程穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，既要有定性評(píng)價(jià)，也要有定量評(píng)價(jià)。本文在此只對(duì)水利邊坡工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中定性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行簡單的介紹。其主要有：邊坡地質(zhì)類比評(píng)價(jià)、邊坡地質(zhì)變形判斷評(píng)價(jià)、邊坡的坡率允許值評(píng)價(jià)和邊坡的極射赤平投影評(píng)價(jià)。
（一）高邊坡地質(zhì)類比評(píng)價(jià)
高邊坡地質(zhì)類比評(píng)價(jià)是將邊坡同已知穩(wěn)定性的類似高邊坡進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)類似高邊坡的穩(wěn)定性分析該邊坡的穩(wěn)定性。
（二）高邊坡地質(zhì)變形判斷評(píng)價(jià)
高邊坡地質(zhì)變形判斷評(píng)價(jià)是根據(jù)已經(jīng)表現(xiàn)出來的變形破壞跡象判斷邊坡的穩(wěn)定性。
（三）高邊坡的坡率允許值評(píng)價(jià)
高邊坡的坡率允許值評(píng)價(jià)是把邊坡坡率同相應(yīng)的坡率允許值進(jìn)行對(duì)比，從而判斷現(xiàn)有高邊坡的穩(wěn)定性。
（四）高邊坡的極射赤平投影評(píng)價(jià)
高邊坡的極射赤平投影評(píng)價(jià)是利用極射赤平投影圖來分析邊坡巖層結(jié)構(gòu)面之間、結(jié)構(gòu)面與邊坡坡面之間的組合關(guān)系，從而來判斷高邊坡的抗滑穩(wěn)定性。
六．結(jié)束語
綜合上述，在水利水電工程建設(shè)過程遇到的施工難題中，高邊坡工程的穩(wěn)定性就是最重要的一個(gè)難題，因?yàn)樗苯佑绊懙浇ǔ珊蟮乃こ痰倪\(yùn)行狀況。本文作者主要介紹了水利高邊坡開挖前的工作準(zhǔn)備、開挖技術(shù)支護(hù)技術(shù)和開挖后的穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)，為當(dāng)前的水利工程中高邊坡開挖技術(shù)方面提供一些技術(shù)上的參考。
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一、煤炭院校水文與水資源工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)存在的問題
（一）課程內(nèi)容多，授課學(xué)時(shí)少
根據(jù)國家高等教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求，近些年來，多數(shù)院校在培養(yǎng)方案的制定上存在著向公共課傾斜的現(xiàn)象，這使得專業(yè)課學(xué)時(shí)被不斷壓縮。主要表現(xiàn)在課程學(xué)時(shí)少，尤其是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。過去動(dòng)輒幾十學(xué)時(shí)乃至上百學(xué)時(shí)的課程，現(xiàn)在多為32～48學(xué)時(shí)。在多數(shù)煤炭院校中，水文與水資源工程專業(yè)開設(shè)有基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等課程，具有一定的地學(xué)背景。即便如此，工程地質(zhì)學(xué)課程仍涉及工程巖土學(xué)、工程動(dòng)力地質(zhì)作用、巖土工程勘察等方面的內(nèi)容，這使得該課程教學(xué)內(nèi)容繁雜，教師上課難度增大。在此情況下，如不進(jìn)行課程教學(xué)改革，教師就無法很好地完成相關(guān)內(nèi)容的講授；同時(shí)學(xué)生對(duì)專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)也將停留在較淺的感性認(rèn)知階段，不能理解機(jī)理性的問題，更不能深刻地認(rèn)識(shí)該課程在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用，這勢(shì)必對(duì)學(xué)生未來就業(yè)產(chǎn)生不利的影響。
（二）教學(xué)方法單調(diào)
工程地質(zhì)學(xué)課程基本概念和基本原理較多，同時(shí)該課程又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，因此，單一的多媒體或板書授課模式很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。加之個(gè)別教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，存在照本宣科的現(xiàn)象；而個(gè)別教師授課又完全脫離指定教材，這些都容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。此外，課程中涉及的一些教學(xué)內(nèi)容，諸如崩塌、滑坡等災(zāi)害的形成機(jī)理及演化過程等比較抽象，單純?cè)赑PT中以圖片形式展示，不能很好地呈現(xiàn)，學(xué)生缺少感性的認(rèn)識(shí)，這在一定程度上挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
（三）實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱
近些年來，隨著高校的不斷擴(kuò)張，教學(xué)資源的投入問題已經(jīng)成為高校普遍面臨的問題。具體到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)兩個(gè)方面：一方面野外實(shí)踐場地或基地功能缺失，滿足不了野外實(shí)踐教學(xué)的需求；另一方面學(xué)生人數(shù)與設(shè)備臺(tái)套數(shù)不成比例，同時(shí)也存在部分試驗(yàn)儀器無場地安放的尷尬局面，導(dǎo)致部分試驗(yàn)無法開出，學(xué)生動(dòng)手能力得不到培養(yǎng)。此外，還存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和時(shí)間不靈活等問題。目前多數(shù)院校的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)都是教師準(zhǔn)備好試驗(yàn)后，學(xué)生在制定的條件下按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行，學(xué)生真正思考的較少，部分學(xué)生既不動(dòng)腦也不動(dòng)手，而是依靠同組其他同學(xué)來完成實(shí)驗(yàn)，這不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，容易導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力不足或喪失。
（四）考核方式單一
考核成績比例分配不合理，多數(shù)院校該課程考核成績都是由期末考試成績（約占70%～80%）和平時(shí)成績（占20%～30%）組成，而平時(shí)成績又多以上課出勤率、課外作業(yè)以及實(shí)踐環(huán)節(jié)表現(xiàn)等形式存在，其中上課出勤率占主導(dǎo)地位。這樣難免會(huì)存在一些學(xué)生到課不聽課，考前突擊且考分很高的現(xiàn)象。此外，考核的內(nèi)容也不夠全面，多側(cè)重于理論知識(shí)，往往忽視學(xué)生動(dòng)手能力的考核，最終導(dǎo)致校內(nèi)所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工作脫節(jié)，不利于綜合人才的培養(yǎng)。
二、課程教學(xué)改革探索
針對(duì)當(dāng)前教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合近年來的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)節(jié)等幾方面對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改革。
（一）合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改專業(yè)通識(shí)教學(xué)為行業(yè)特色教學(xué)
在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，要突出院校的特色優(yōu)勢(shì)。針對(duì)煤炭院校水文與水資源工程專業(yè)具有地學(xué)背景這一特點(diǎn)，工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)可主要講解三部分的內(nèi)容，即巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究、工程動(dòng)力地質(zhì)作用研究以及工程地質(zhì)勘察等。巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究是該課程的基礎(chǔ)，該部分主要講授土的物質(zhì)組成、物理力學(xué)性質(zhì)以及巖土體的工程地質(zhì)特性；工程動(dòng)力地質(zhì)作用研究是該課程的核心內(nèi)容，講授學(xué)時(shí)應(yīng)占總學(xué)時(shí)的一半以上。該部分主要講授活斷層和地震、斜坡、巖溶、泥石流及地下硐室的工程地質(zhì)研究；工程地質(zhì)勘察部分主要講授工程地質(zhì)測繪、勘探、試驗(yàn)以及長期觀測等幾種工程地質(zhì)勘察方法。課程教學(xué)要確保在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)突出重點(diǎn)，同時(shí)也要注意前后所學(xué)課程內(nèi)容上的銜接，避免重復(fù)。
（二）豐富教學(xué)方法和手段，改單一的滿堂灌為交互式教學(xué)
工程地質(zhì)學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，其教學(xué)目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于工程地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、判斷能力和工程地質(zhì)問題的分析、處理能力，這需要在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，緊扣學(xué)科的發(fā)展前沿和熱點(diǎn)問題，豐富教學(xué)方法和手段，靈活組織課堂教學(xué)。
傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式使學(xué)生獲取的知識(shí)較多地局限在抽象的經(jīng)驗(yàn)上，而現(xiàn)代化的教學(xué)手段不僅可以使學(xué)生獲取抽象的理論知識(shí)，還可以提供豐富的觀察經(jīng)驗(yàn)，在一定程度上將理論與實(shí)踐相結(jié)合，因此要充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。如在講授滑坡、泥石流等內(nèi)容時(shí)可采用flash動(dòng)畫或影像資料展示災(zāi)害的形成過程、危害以及其防治措施；在講授地震的工程地質(zhì)研究內(nèi)容時(shí)可結(jié)合典型的地震（512汶川大地震），講解地震發(fā)生的機(jī)理及預(yù)警預(yù)防措施；在講解地下硐室位置的工程地質(zhì)論證時(shí)，可借助物理模型來分析地形、地質(zhì)構(gòu)造、巖性特征等對(duì)硐室位置的影響等等。這些方法和手段的引入不僅可增強(qiáng)教學(xué)的直觀性、主動(dòng)性，同時(shí)也可節(jié)省一定的時(shí)間，擴(kuò)大課堂教學(xué)的信息量，提高教學(xué)效果。
鑒于該課程內(nèi)容多，課時(shí)少，可采取學(xué)生自學(xué)、教師課堂講解和課外輔導(dǎo)答疑相結(jié)合的教學(xué)方法，以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。還可就工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題，設(shè)置課堂辯論。通過教師布置論題學(xué)生收集資料學(xué)生課堂辯論教師講解剖析的教學(xué)過程，改過去教學(xué)單行道（教師到學(xué)生）為雙行道（教師到學(xué)生，學(xué)生到教師），引導(dǎo)學(xué)生分析問題和解決問題。例如，針對(duì)近期發(fā)生的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，可設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因？人類活動(dòng)or自然條件的論題，讓學(xué)生通過查閱與崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害相關(guān)的資料，展開討論與辯論，從而達(dá)到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相關(guān)知識(shí)的目的。此外，還可增加一些工程實(shí)例課，讓學(xué)生嘗試用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題。例如利用最新發(fā)生的地震、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的工程實(shí)例，探討這些災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理及防治措施，從而鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力。
（三）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，改被動(dòng)式接受為主動(dòng)式探索
在實(shí)施實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教師的引導(dǎo)作用。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，指導(dǎo)教師可提出實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)，并給出參考意見，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將原來的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生開拓思維，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高洞察力，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
野外實(shí)踐應(yīng)有效地將理論與實(shí)際相結(jié)合。因此，在進(jìn)行野外實(shí)踐教學(xué)時(shí)地點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇工程地質(zhì)現(xiàn)象豐富的地方。對(duì)河南理工大學(xué)而言，可在市區(qū)北部的縫山針公園進(jìn)行為期半天的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。結(jié)合園區(qū)內(nèi)原有采石場開挖形成的人工邊坡講解邊坡的應(yīng)力分布狀態(tài)及變化特征，邊坡變形破壞類型及穩(wěn)定性的影響因素，同時(shí)還可結(jié)合該園區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工程講解邊坡變形破壞的防治原則和措施。此外，可結(jié)合水文與水資源工程專業(yè)學(xué)生未來就業(yè)意愿和方向，在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）環(huán)節(jié)安排一些與工程地質(zhì)有關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容，例如巖土工程勘察設(shè)計(jì)或巖土工程分析與評(píng)價(jià)、邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)以及煤矸石堆積體穩(wěn)定性分析等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生多動(dòng)手、多動(dòng)腦，多方位培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。
（四）完善考核內(nèi)容與方式，改重視理論考核為突出實(shí)踐性考核
